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钛合金具有比强度高、抗蚀性优异、生物相容性好等突出优点,在航空航天、生物医学、化工工业等领域中得到了广泛应用。本试验采用高功率连续波固体Nd:YAG激光在钛表面制备激光气体氮化层,采用脉冲Nd:YAG激光对纯钛及氮化样品进行激光微加工;采用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）、恒电位仪、锁相放大器对激光表面改性层的微观组织、结构、表面形貌、电化学腐蚀性能进行了系统研究:并对激光氮化前后、激光微加工前后样品沉积类骨磷灰石的能力及生物相容性（溶血率、细胞毒性）进行评价。选择适当的激光辐照工艺参数,可在纯钛表面获得致密的TiN增强金属基复合材料改性层,改性层的表层为1～2μm厚的TiN封闭陶瓷层,改性层内部TiN增强相呈梯度分布,组织致密、无孔洞及裂纹,与基体间存在良好的冶金结合。电化学测试结果表明,经激光改性后,钛的腐蚀电位由-0.23V提高到-0.15V,腐蚀电流密度由2.5×10-6A/cm2降低到7.6×10-8A/cm2,从而可以有效的抑制了腐蚀反应的发生。激光微加工最佳工艺参数为:脉冲功率8W、脉冲频率10Hz、脉冲次数4次、脉冲宽度1ms。采用优化工艺参数,可以在样品表面得到呈规律排布,孔径约350～370μm,孔深约450μm,孔中心距为500μm的微孔群。氮化钛样品微孔的直径在孔深250μm左右有增加的趋势,孔底呈圆形,更加有利于骨组织的长入。生物矿化试验说明激光改性氮化层具有优异的生物相容性。钛及氮化钛激光微加工样品在SBF溶液中沉积7天,表面沉积物钙磷摩尔比分别为1.07和1.23,接近人体骨羟基磷灰石摩尔比1.67。间接接触溶血率测试结果表明,钛、氮化改性、钛微加工及氮化改性微加工样品溶血率分别为:1.2%、0.59%、3.3%、1.7%,所有样品溶血率均符合临床医用材料溶血率低于5%的要求。细胞毒性试验结果显示,4种样品在50%浸提液浓度下培养5天后的细胞毒性为1级,符合临床医学要求,4种样品均具有良好的生物相容性。