钛及钛合金由于具有低密度、高的强度-模量比、优良的耐磨耐腐蚀性能和良好的生物相容性,被作为人体植入材料而得到广泛的应用。但目前临床上应用最广泛的纯钛以及Ti-6Al-4V合金由于其较高的弹性模量以及A1、V所存在的生物毒性使其应用受到限制。因此,综合性能更加优良的Ti-Nb-Zr-Sn系合金得到了广泛的关注与重视。不过,Ti-Nb-Zr-Sn系合金却并未成为临床医学上得到广泛的应用,究其原因,是因为合金中加入了Nb、Zr等高熔点合金元素,这些元素密度大、塑性相对较差、加工变形困难,这就对合金的制备技术提出了更高的要求,并且增加了制备成本。目前,对于含有难熔合金元素的钛合金的制备主要采用真空自耗电弧熔炼的方法。但是使用这种方法制备合金时,将不可避免的出现成分偏析、组织不均匀或者疏松、缩孔等缺陷,这将会导致材料的力学性能和耐磨耐蚀性能达不到使用标准。放电等离子烧结与传统的粉末烧结技术相比,它不仅具有烧结温度低、升降温速率快、烧结时间短、烧结样品致密度高等优点,还可以实现对材料组织的控制与优化,有效抑制材料在烧结过程中晶粒的长大采用放电等离子烧结技术作为制备Ti-24Nb-4Zr-8Sn(TNZS)生物医用钛合金的新方法,不仅能使金属颗粒间的结合更加紧密、结合力增强,同时也有利于获得高致密度、成分均匀的钛合金,并且使制备合金的组织更加细小,这都将提高合金材料的综合性能。本论文采用放电等离子烧结技术制备了TNZS合金,主要研究了烧结温度、热处理工艺、烧结粉末粒度对TNZS合金致密度、微观结构、显微组织及力学性能的影响,得出如下结论：(1)放电等离子烧结制备的TNZS合金具有较高的致密度。在所烧结温度的范围内合金致密度随烧结温度的升高而增大；在相同烧结温度下,使用粒度小的粉末制备的合金具有更高的致密度。(2) TNZS合金组织由大量的等轴状β-Ti相和Ti-Nb固溶体形成的混合基体及少量针状与片状α-Ti相组成；随着烧结温度的升高,合金中a-Ti相向p-Ti相逐渐转变,同时合金中Ti-Nb固溶体含量越来越少且尺寸减小。(3) TNZS合金β-Ti相含量随粉末粒度的降低而增加；合金结晶的情况也更加理想,细粉合金中Ti-Nb固溶体的数量与尺寸远小于粗粉合金。合金的抗压强度岁烧结温度升高呈增大趋势；而烧结温度对合金弹性模量影响较小,粗粉烧结合金弹性模量在57-61GPa范围内,细粉烧结合金弹性模量在40-48GPa范围内。(4)合金经固溶处理后Ti-Nb固溶体的数量都明显减少,这是由于固溶处理过程中合金元素进一步扩散,以及部分小晶粒逐渐长大。固溶处理后α-Ti相含量略有上升,原因是在固溶过程中生成β稳定元素固溶度更大的α"-Ti相。一般通过时效处理使α”相向α’相转变。固溶态合金与烧结态合金相比抗压强度有一些下降。粗粉固溶态合金压缩弹性模量与烧结态相比有升高,而细粉烧结合金经固溶处理后压缩弹性模量下降,在38-42GPa之间,已经与使用熔炼法制备的Ti-24Nb-4Zr-8Sn合金的弹性模量非常接近。(5)时效处理后α-Ti相含量大幅度提高,这主要是在固溶过程中新生成的过度相α"-Ti相转变为α’-Ti相,以及亚稳β’-Ti相分解为α-Ti相和β-Ti相。粗粉烧结合金时效处理后其抗压强度和弹性模量都大幅下降。