Ti-6Al-4V由于密度低、比强度高、耐蚀性好和良好的生物相容性等特点,被广泛用作生物植入体材料,成为生物体修复和人工关节的首选材料。但是因为Ti-6Al-4V硬度低、摩擦系数大、耐磨性差,使其易发生磨损破坏产生大量磨屑及材料中的Al、V元素溢出,对生物体产生危害,造成生物植入体的失效,严重影响了钛合金的使用寿命和应用范围。等原子比Ni-Ti合金不但有良好的形状记忆效应、耐蚀性和生物相容性,而且具有优异的摩擦学特性。因此,通过表面改性的方法沉积Ni-Ti合金薄膜来提高Ti-6Al-4V的表面硬度,降低摩擦系数及提高耐磨性,弥补其在应用中的不足是十分必要的。本课题采用直流磁控溅射,首先探索了Ti-6Al-4V的预处理工艺,通过优化溅射工艺参数沉积得到近等原子比的Ni-Ti薄膜,并对薄膜进行后续晶化退火处理。研究不同工艺参数对Ni-Ti薄膜表面形貌、粗糙度、晶粒尺寸、物相组成等微观组织的影响。对Ni-Ti薄膜的膜基结合力、硬度、摩擦磨损等力学性能进行了测试,分析溅射工艺参数和微观结构对力学性能的影响。研究表明,基片预处理方式对溅射薄膜形貌和膜基结合强度有明显影响,抛光后的基片依次经物理清洗、化学除油和表面酸蚀活化处理,可以阻止基片表面氧化,增强膜基结合强度,改善薄膜表面质量。Ni-Ti薄膜最佳溅射工艺为:溅射功率170W,基片温度260℃,偏压-50V,溅射时间45min,沉积速率为97nm/min。Ni-Ti薄膜经600℃×1h晶化退火后,薄膜表面均匀致密,晶化程度良好,平均粗糙度约1OOnm;薄膜的原子比为Ni:Ti=51.05at%:48.95at%,室温下为B2母相奥氏体,主要晶面为(1 10)、(2 1 1),薄膜中主要有富Ni相Ni4Ti3和Ni3Ti析出,析出相的分布对薄膜硬度有较大影响;薄膜与基体Ti-6Al-4V结合良好,硬度由基体的314HV0.2提高至451HV0.2,摩擦系数由0.4左右降到0.2左右,磨损量与基体相比减少约80%,减摩和耐磨性能得到明显改善。