钛植入材料的生物学性能取决于其表面的氧化膜,自然钝化形成的钛氧化膜是生物惰性的。为了提高钛植入体的生物活性,本研究拟在钛表面制备含有羟基磷灰石成分的生物活性陶瓷膜,以赋予钛植入材料以生物活性。本文利用微弧氧化技术,采用双向脉冲电源,通过调解电解液的配方,主要用CA-NaH2PO4·2H2O电解液体系对试件进行表面处理,研究了各种工艺参数的影响。使用扫描电镜(SEM)观察氧化膜的表面、截面形貌;X射线衍射图谱(XRD)分析氧化膜的相组成;X射线能谱仪(EDS)对氧化膜层的成分及其分布进行了分析;剪切试验检测膜与基体的结合强度;电化学测试方法检测膜的耐腐蚀性能。结果表明,通过调节各项参数,能够在Ti表面制备出含有羟基磷灰石(HA)相的微弧氧化膜。由XRD分析结果可知,微弧氧化膜层中主要含有金红石型TiO2,锐钛矿型TiO2和HA相,其中HA相的含量随电解液浓度、微弧氧化时间、正相电流密度的上升而增多,随频率、负相电流密度的升高而减少。在本论文的实验条件下,当电解液浓度大于0.4mol/LCA和0.2mol/LNaH2PO4·2H2O ,反应时间大于20min ,正相电流密度超过15A/dm2,频率低于100Hz,正负相电流密度比(ja/jc)大于1/0.5时,膜层中都有HA相的出现。然而电解液浓度、微弧氧化时间、正相电流密度的增加是有限制的,因为由SEM结果可以看到,随上述条件的上升,膜层表面微孔数目减少,孔径增大,粗糙度增大,并且超出一定范围还会引起膜层烧蚀,降低膜层质量。随频率和负相电流密度的升高,膜层表面微孔数目增加,孔径减小,并趋于光滑致密,有利于提高膜层质量。通过EDS结果可知,所制备的膜层中含有Ca、P、O、Ti四种元素,他们分别来自于基体和电解液。沿膜层生长方向O的含量变化不大, Ca、P的含量增加,Ti的含量减少,这主要与各种元素进入膜层的方式有关。将剪切试验结果发现,同时存在TiO2相和HA相的试样结合强度良好。联系SEM结果可以知道,HA主要填充在膜层表面放电孔中,膜层没有出现羟基磷灰石层与TiO2层的分离,膜层较为致密,使得膜层和基体间的结合良好。通过对膜层的耐腐蚀性能测试可知,本实验条件下制备的含有HA相的生物活性膜的耐腐蚀性均优于基体。通过本研究证实了利用微弧氧化技术在钛金属表面能直接形成含有羟基磷灰石的并与基体结合良好的氧化膜,且该氧化膜的耐腐蚀性优于基体。