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近年来,钛及钛合金被大量用于人体骨组织损害的修复。然而,钛与骨组织的弹性模量不匹配。羟基磷灰石（Hydroxyapatite）是骨骼内存在的无机组元,具有天然的生物相容性。但羟基磷灰石的脆性又使其作为人工植入物有一定的限制。本文将两者的优点结合在一起,采用机械球磨和等离子烧结技术,试图制备出综合性能良好的钛合金/羟基磷灰石生物复合材料。本文制备了四种成分的复合材料: Ti-30vol%HA、Ti-50vol%HA、Ti15Mo-30vol%HA和Ti13Nb13Zr44vol%HA。机械合金化的结果显示,球磨4小时粉末颗粒大大细化,粉末尺寸大部分小于2μm,球磨后粉末内成分分布均匀,球磨过程中没有反应。等离子烧结温度为1000℃时,本文所研究的四种成分材料均可获得较密实的生物复合材料。烧结过程中800℃左右发生反应,XRD分析显示烧结后出现了TiO、Ti2O和CaTiO3新相。随烧结压力减小,复合材料孔隙增多并且孔隙尺寸增大。对复合材料的力学测试性能表明,Ti/HA系列的复合材料具有较高的硬度、适度的压缩强度且密度较低。Ti/HA、TiMo/HA和TiNbZr/HA块体复合材料的最低密度分别为3.34 g.cm-3、3.56 g.cm-3和3.60 g.cm-3。相应的最低硬度和最低压缩强度分别为438HV、655 HV、196 HV和278.9MPa、1259.0MPa、390.5MPa。Ti/HA块体复合材料在压缩过程具有一定的屈服平台,压缩时均呈脆性断裂。经酸碱热处理后,块体复合材料表面复合材料得到一层的网状结构,孔隙尺寸在100nm左右。经酸碱热处理和未处理的试样分别预钙化后在模拟体液中浸泡7天发现,酸碱热处理的样品表面形成一层富含钙、磷的沉积层。而未经处理的试样只在孔隙处钙、磷含量偏高。复合材料经37vol%的磷酸浸泡18小时后,表面形成连通的孔隙。