钛合金具有优异的综合力学性能,但生物活性和成骨诱导性差,且在其植入人体后,长期与体液接触,发生侵蚀而导致毒性离子如Al、V释放进入人体。羟基磷灰石(Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂,HA)具有良好的生物相容性和成骨诱导性,但是HA脆性大,强度低。将HA涂覆在钛合金表面上,得到的HA/Ti生物复合材料既具有钛合金的强度和韧性,又具有HA生物陶瓷的优良生物活性。但由于钛合金和HA的物理性能（如弹性模量、热膨胀系数等）差别较大,HA涂层与Ti基体的界面结合强度低,限制了它在医学上的使用。本文首先采用共沉淀法制备了纳米Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂粉末;其次用钛合金板为阳极,分别用酸性电解液和碱性盐水溶液为电解液进行微弧氧化得到多孔氧化膜;最后采用电泳沉积和电化学沉积结合水热处理得到HA涂层,成功制备出HA/多孔TiO₂/Ti生物复合材料。运用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、光电子能谱、透射电子显微镜等手段,观察分析了纳米羟基磷灰石粉末、微弧氧化过的多孔氧化膜、羟基磷灰石涂层等的物质组成、相结构、晶粒尺寸和形貌等,利用万能电子拉伸试验机测定了HA/多孔TiO₂/Ti生物复合材料的剪切结合强度和抗拉结合强度。探讨了各个阶段的材料的形成机理。在用Ca（NO₃）₂,（NH₄）₂HPO₄共沉淀法制备纳米级的羟基磷灰石反应体系中,随着氨水加入量的增加,反应产物依次为CaHPO₄,β-Ca₃（PO₄）₂,Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂。氨水的加入量为7.5ml/250ml,即反应前pH为11.3,反应后pH为9.4最合适,HA粉体的形貌为针片状。在实验温度（25℃-75℃）和反应物浓度（0.25 M-0.75 M）范围内,对产物Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂粉体的纯度,晶粒大小,颗粒大小和形貌,影响不大。800℃热处理,HA粉体的相组成没有变化,晶粒尺寸增大,形貌为球形,当热处理温度达到900℃时,HA粉体发生分解,大部分转变为β-Ca₃（PO₄）₂。以10%的H₃PO₄为电解液,微弧氧化的起始电压为180V,多孔氧化膜的孔口大小为400—800nm,组成为金红石型和锐钛矿型TiO₂共存。以10%H₂SO₄为电解液,微弧氧化的起始电压为80V,表面形貌同样为火山口状,孔口大小为100—200nm。90V时氧化膜组成亦为金红石型和锐钛矿型TiO₂共存。120V时,以金红石型为主。以0.2%的HF为电解液,微弧氧化的起始电压为80V,表面形貌为高低不平、大小为100—200nm的小浅坑。随着氧化电压的升高,钛板表面氧化膜的厚度逐渐增大。以磷酸二氢钠为电解液,通过微弧氧化的方法,能在钛合金基体表面获得TiO₂多孔膜,孔径在1-6μm之间。多孔氧化膜的结构为无定形结构,即非晶态。最佳工艺参数:电解液浓度为0.3M,微弧氧化电压为280V,氧化时间300s,电解液初始温度为10℃。以正丁醇作为分散介质,阴阳两极的间距为15mm,常温常压下进行电泳沉积,得到均匀、致密涂层的最佳工艺参数为:HA悬浮液浓度为15.0g/L,沉积电压为250V,沉积时间为180s。随着烧结热处理温度的提高,涂层与基体的剪切结合强度也随之增大,800℃时获得的涂层最佳,超过800℃,涂层中Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂,开始发生分解。与相同工艺参数下电泳沉积的HA/Ti复合材料相比,单一HA涂层经800℃烧结热处理后的剪切结合强度为4.67MPa,而HA/TiO₂/Ti复合涂层可达到7.42MPa。电化学沉积得不到纯的HA涂层,低电压时为CaHPO₄·2 H₂O和少量的HA,高于15V,电沉积得到涂层组成物为Ca（OH）₂。通过在200℃、0.1M的NaOH溶液中进行水热处理10h,低电压下电沉积制备的CaHPO₄·2 H₂O涂层全部转变为Ca₁₀（PO₄）₆（OH）₂（即HA）涂层,而高电压下制备的Ca（OH）₂水热处理后组成和相结构几乎没有改变。最佳电沉积工艺参数为沉积电压为8V,沉积时间为120min,电解液（NH₄）₂HPO₄和Ca（NO₃）₂的浓度皆为0.05M。经过800℃烧结热处理,由于没有烧结相的产生,涂层与基体的剪切结合强度为12.37MPa,抗拉结合强度为11.28MPa。