医用钛合金因密度小、可加工性好,在骨植入体领域应用广泛。但钛合金也存在临床应用问题,如弹性模量较高,生物活性较低,耐腐蚀性及抗菌性较差,限制其临床应用。因此,制备弹性模量与人体相适应的医用钛合金,并对其进行表面改性,以提高生物活性、耐腐蚀性及抗菌性是医用钛合金研发的主要方向。首先理论设计合金成分,利用粉末冶金法制备钛合金试样,通过阳极氧化法在合金表面制备纳米管过渡层,最后采用等离子喷涂技术分别制备Ta涂层和Ta Cu Zn复合涂层试样,最终获得钛合金梯度复合材料。利用XRD、SEM、金相显微镜、万能试验机、划痕仪、电化学工作站对试样的物相组成、显微结构、力学性能及耐腐蚀性进行表征。通过生物活性实验、细胞毒性实验及抗菌性实验检测试样的生物活性、细胞毒性及抗菌性。实验结果表明:在Ti-Nb-Zr系合金中,在1400℃烧结2 h时,当Zr含量为6wt%时,制备的Ti-27Nb-6Zr合金以等轴β相为主,抗压强度和弹性模量均相对较大分别为625 MPa和52.15 GPa。在Ti-27Nb-6Zr合金基础上,进一步添加Mo元素,当Mo添加量为5 wt%时,在1400℃烧结2 h制备的Ti-27Nb-6Zr-5Mo合金出现椭球形β相,抗压强度增大为760 MPa,弹性模量降低为42.24 GPa。采用阳极氧化法在Ti-27Nb-6Zr-5Mo合金表面制备出孔径范围为30～40 nm,孔壁厚15 nm的纳米管层,其工艺参数是:电压25 V、氧化时间120 min、电解质为0.9 wt%Na F和1 mol/LH3PO4溶液。在Ti-27Nb-6Zr-5Mo合金的纳米氧化层表面,通过等离子喷涂技术分别制备Ta涂层和Ta Cu Zn复合涂层,两种涂层的厚度分别约为90μm和70μm,与基底的结合性均良好。生物活性实验表明,Ti-27Nb-6Zr-5Mo合金表面没有新物质生成,Ta涂层和Ta Cu Zn复合涂层试样表面覆盖一层白色椭球状的Ca5（PO4）（OH）3,表现出优异的生物活性。电化学实验表明,Ta涂层与其他试样相比,自腐蚀电压与极化电阻均较高,具有较优的耐腐蚀性。细胞毒性实验表明Ti-27Nb-6Zr-5Mo合金、具有纳米管的Ti-27Nb-6Zr-5Mo合金、Ta涂层试样均无细胞毒性。抗菌性实验表明,与其他试样相比,Ta Cu Zn复合涂层试样中出现抑菌圈,涂层中Cu与Zn的存在改善合金的抗菌性。图42幅;表15个;参85篇。