钛合金作为一种具有优良生物相容性的材料在医学领域已经被广泛使用,尤其是在人工关节置换、牙科种植体等方面。但由于临床感染以及植入环境腐蚀问题往往制约了手术的成功率。本文选用Cu作为抗菌元素,采用普通熔铸、锻造的方式以及结合不同热处理工艺,制备不同成分和状态的Ti-Cu合金,旨在探索设计一种新型的医用钛合金。采用X射线衍射分析、光学显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、电化学工作站、电子万能力学试验机以及抗菌性能检测等实验方法,探索研究了合金中Cu含量的变化和热处理工艺不同对合金的微观组织、力学性能、腐蚀性能和抗菌性能的影响规律,取得如下研究成果:微观组织观察结果表明,铸态Ti-xCu合金主要以层片状组织为主,由α相和Ti2Cu相构成。固溶处理之后,Cu主要以原子形式固溶于基体内,合金则变成以马氏体为主的网篮状结构。时效处理后,Ti2Cu相从基体内弥撒析出并均匀分布。热处理之后Ti-xCu合金的力学性能、腐蚀性能以及抗菌性能得到较大改善,其中时效态时达到最佳效果。随着Cu含量的增加,Ti-xCu合金的耐蚀性能以及抗菌效果逐渐升高。锻态Ti-3Cu合金的晶粒明显细化,组织仍然由层片状的α相和Ti2Cu相组成。固溶处理之后合金的组织主要是针状的马氏体构成;时效处理之后Ti2Cu相弥散析出并随着时效时间的延长从原来的球状逐渐长大成带状并且均匀分布在基体上。热处理之后合金的抗拉强度、抗菌性能随着时效时间的延长逐渐增大,但是二次时效之后合金的塑性下降明显。抗菌实验结果表明,只有在Cu含量大于2%并且经过时效处理之后,Ti-Cu合金才表现出稳定和优良的抗菌性,而同样含有Ti2Cu相的铸态合金却没有抗菌性。推测Ti-Cu合金的抗菌性不仅与Ti2Cu相有关还与其分布大小、分布均匀性有密切关系,这也说明合金的抗菌性与Cu离子浓度和细菌的有效接触面积这两个因素紧密相关。