生物陶瓷是指用作特定生物或生理功能的一类陶瓷材料,主要用于人体骨骼组织的修复和重建。羟基磷灰石（HA）是目前应用最广泛的人造硬组织修复材料,但因断裂韧性较差而难以加工成型,无法满足临床医学中不同形状骨缺损的修复要求,因此,亟需改善和提高HA的力学性能。本文开展了GdPO₄掺杂HA（HA-GP）生物陶瓷材料的制备及性能研究,通过改进溶胶凝胶法制备了HA-GP材料,研究了其物相组成、显微形貌、力学性能,选取综合性能较好的组分,评估其核磁共振成像性能,为改性羟基磷灰石生物陶瓷在临床医学中的应用提供理论依据。研究溶胶-凝胶法合成粉末工艺,分析反应物的浓度、滴加速度、溶液pH值以及搅拌、干燥和烧结对合成粉末的影响,确定改进溶胶-凝胶法的制备工艺。研究结果表明,将Ca（NO₃）₂?4H₂O、C₆H₈O₇?H₂O和（NH₄）₂HPO₄依次溶解于去离子水,调节反应溶液pH值至2.5,缓慢磁力搅拌反应溶液,采用鼓风干燥,经过650°C烧结2h和900°C烧结4h,即可得到具有高结晶度的HA粉末。采用改进溶胶-凝胶法合成HA-GP生物陶瓷,研究材料的物相组成、显微形貌和力学性能。研究结果表明,合成的HA-GP中含有Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂和β-Ca₃（PO₄）₂,随GdPO₄掺杂量增加,β-Ca₃（PO₄）₂含量先减小后增加;当掺杂少量GdPO₄时,可提高HA-GP的烧结性并细化晶粒,但过量掺杂会显著增大块材的孔隙率和晶粒尺寸;掺杂GdPO₄可以显著改善HA的力学性能,其硬度可提高近3倍,断裂韧性可提高近44%。7.5mol%GdPO₄掺杂HA（HA-GP7.5）具有较好的综合性能,只含Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂相,硬度为4.5GPa,断裂韧性可达1.44MPa?m^1/2。配制HA-GP7.5溶液研究了其核磁共振成像性能。结果表明,HA-GP7.5粉末水溶液的纵向弛豫（T₁）加权成像随其浓度的增加而逐渐变亮,而横向弛豫（T₂）加权成像随其浓度的增加而逐渐变暗,核磁共振成像的对比性显著增强。