在钛合金基体上采用等离子喷涂方法制备硅灰石涂层，可以将钛合金良好的力学性能与硅灰石涂层良好的生物活性和生物相容性相结合，形成结合强度较高的生物涂层。但是植入生物体内时，生物涂层发生溶解和降解以诱导骨组织生长，为防止涂层过早溶解消失需要保证其具有一定的厚度；而涂层厚度增加，涂层易于剥落，因此涂层厚度不能过大。本文在讨论等离子喷涂工艺参数对硅灰石涂层结构影响的基础上，研究涂层厚度对涂层和基体体系的疲劳寿命，及涂层损伤状态的影响，对于保障硅灰石涂层的服役安全性具有重要意义。 研究发现在较大主气流量下，随着喷涂距离增加，涂层粒子扁平化程度降低，涂层内孔隙逐渐增多；在较小主气流量下，涂层粒子扁平化程度随喷涂距离增加呈现先增加后减小的趋势。主气流量增加，涂层致密，粒子扁平充分。喷涂功率增加，粒子熔化好，涂层致密；但随喷涂功率进一步增加，涂层中出现较多的圆形孔隙。喷涂工艺参数对涂层结构的影响主要通过影响熔融粒子的温度和速度所致。通过逐级加载法确定钛合金的疲劳极限，在此基础上确定试验参数，研究涂层厚度对涂层疲劳性能的影响。相同应力作用下，硅灰石涂层厚度增加涂层的损伤增多；相同载荷作用下，涂层厚度增加涂层的损伤程度先增加后减小，且涂层与基体体系的疲劳寿命没有明显差异。涂层厚度增加时，钛合金基体承受的热输入量增加，钛合金晶粒尺寸增加，疲劳极限降低，综合不同厚度涂层的承载面积差异，则体系的疲劳寿命变化不大。