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羟基磷灰石(HA)由于具有较为优异的生物相容性被视为首选的生物涂层材料,等离子喷涂制备生物陶瓷涂层是唯一一种被美国食品与药品管理局(FDA)批准的方法,众多学者对此进行了深入的研究,其制备的金属基HA涂层目前在临床上得到了广泛的应用。但是随着置换手术患者的年轻化及生活水平的提高,人们对植入物的要求越来越高。因此,制备高性能的涂层具有广泛的发展、应用前景。生物陶瓷涂层的制备方法很多,除传统的等离子喷涂技术以外,激光熔覆技术也得到了快速的发展,本文着重研究了激光熔覆/等离子喷涂复合技术制备涂层,以羟基磷灰石(HA)粉末与钛(Ti)粉末为原料,用激光熔覆技术制备过渡层。用羟基磷灰石(HA)粉末与氟化钙(CaF2)为原料,用等离子喷涂制备陶瓷层。通过调整CaF2粉末的含量制备出含氟量不同的FHA涂层,运用扫描电镜、能谱仪(SEM/EDS)、 X射线衍射分析(XRD)、拉伸实验等技术手段分析涂层的性能,用模拟体液(SBF)浸泡实验检测涂层的生物活性,制备出结合强度高,生物活性强的涂层。本文的研究工作和成果如下：1.激光熔覆的最佳工艺参数为激光功率：1200W,扫描速度200mm/s,在此工艺条件下涂层与基体的温度达到了冶金结合所需要的温度条件,制备的涂层与基体实现了良好的冶金结合。过渡层的相主要是CaTiO3,此外还有少量的CaO、TCP等相,CaTiO3等陶瓷相的存在一方面有利于提高涂层结合强度,另一方面由于过渡层热膨胀系数介于陶瓷层与基体之间,因此有利于制备质量较好的陶瓷涂层。2.等离子喷涂制备含氟HA陶瓷层,随着F-的加入取代了部分的OH-,生成的Ca-F键能要大于Ca-OH键能,晶体结构变小,在等离子喷涂的高温条件下制备然后冷却至室温,FHA陶瓷涂层的晶体结构由于收缩而导致晶粒之间产生了微裂纹,随着F元素含量的增加,涂层表面的裂纹增多。3.激光熔覆/等离子喷涂复合技术制备含氟HA涂层由于增强了涂层与基体之间的机械联锁效应,其涂层与基体的结合强度得到提高,并且F元素的加入进一步提高了涂县内部的化学键能,使得涂层结合强度从20.1MPa提高到28.4MPa。4.模拟体液(SBF)浸泡实验表明：F元素的加入可以大大提高涂层的生物活性,在HA0(Ca10(PO4)6(OH)2)涂层表面生成的磷灰石明显少于含氟羟基磷灰石(FHA0.5、 FHA1.0、FHA1.5、FHA2.0;其分子式分别为Ca10(PO4)6F0.5(OH)1.5,Cq10(PO4)6F1((OH)1, Ca10(PO4)6F1.5(OH)0.5,Ca(PO4)6F2)涂层表面,其形成的晶核呈现出花瓣状。并且随着F元素的增加,磷灰石的生长方向也发生了变化,原先晶核的生长方向主要是平行于涂层表面,随着晶核的不断长大,其需要吸附更多的离子,因此生长方向略微垂直涂层表面,当F含量最大即FHA2.0时最为明显。5.经过4小时800℃热处理并随炉冷却后,涂层的成分较为均一,在SBF浸泡实验中其表面的晶核数量要大于未热处理的涂层。但由于涂层表面接触的溶液面积有限,晶核的大小要小于未热处理涂层表面晶核大小。6.根据现实生活中骨科植入物的失效形式,确定出涂层质量评价指标：结合强度、HA结晶度、涂层硬度、弹性模量、断裂韧性、涂层孔隙率。根据不同指标对应的失效数量,运用层次分析法的方法确定各指标的权重,结果为：结合强度：0.206、HA结晶度：0.534、涂层硬度：0.073、弹性模量：0.025、断裂韧性：0.062、涂层孔隙率：0.1,同时以髋关节植入物涂层为例,制定指标的评价原则,最后涂层的综合质量指标S表示为：S=0.206X1+0.534X2+0.073X3+0.025X4+0.062X5+0.1X6。其中(X1,X2,X3,X4,X5,X6分别表示结合强度、HA结晶度、涂层硬度、弹性模量、断裂韧性、涂层孔隙率的评分)。