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为了提高钛合金表面微弧氧化（MAO）生物膜层的断裂力学性能，将超声波引入微弧氧化工艺，并通过控制占空比制得具有不同孔径和厚度的微弧氧化膜。采用扫描电镜、X射线衍射仪、四点弯曲法、模拟体液浸泡试验对比了无超声辅助和超声辅助微弧氧化膜的表面形貌、相组成、断裂韧性和生物学性能。结果表明，与无超声辅助试样相比，超声辅助试样更致密，更厚，断裂韧性更优。微弧氧化膜断裂力学提高的原因为：部分TiO2由锐钛矿相转变为金红石相，以及超声空化效应使氧化膜致密化和增厚。