NiTi合金具有独特的形状记忆效应、超弹性、低弹性模量、耐疲劳和腐蚀性而被应用于生物医学领域,如自扩张血管支架、腔静脉滤器和牙齿矫正丝等。但NiTi合金作为生物医用材料植入人体时,会释放出毒性镍离子,其次NiTi合金会在人体环境下发生腐蚀和磨损,腐蚀和磨损会加剧镍离子的释放,因此在NiTi合金表面制备一层低Ni含量且耐磨、耐蚀性膜层是极其关键的。本文利用微弧氧化技术在NiTi合金表面制备了一层陶瓷膜层,通过SEM及EDS研究了电解液添加剂以及微弧氧化电参数对陶瓷膜层的表面形貌、成分的影响,并采用电化学工作站以及摩擦磨损实验机研究了陶瓷膜层的耐腐蚀性以及耐磨性,以得到最佳电解液配方和微弧氧化电参数。在此基础上,在电解液中添加纳米ZrO₂颗粒以制备复合涂层,并研究了复合涂层的组织结构和腐蚀性能,为NiTi合金在工程和医学领域的应用提供理论基础。在添加剂为NaH₂PO₂以及Na₃PO₄下制备的陶瓷膜层均呈粗糙多孔的结构,EDS分析表明膜层中镍元素的含量较基材明显降低,同时陶瓷膜层与基体结合良好。而在NaOH添加剂下制备的膜层与基体的结合状态较差,可能以化学吸附的形式存在于基材表面。三种电解液体系相比较,在NaH₂PO₂下制备膜层的表面微孔更加均匀,耐腐蚀性能更优。在最佳电解液体系NaAlO₂-NaH₂PO₂下,系统地研究NaH₂PO₂浓度以及微弧氧化电参数对陶瓷膜层表面形貌、成分、膜层与基体的结合力以及腐蚀磨损性能的影响。研究结果表明,膜层的主要组成相为Al₂O₃。在NaH₂PO₂浓度为0.03 mol/L,电压360V,处理时间30 min,脉冲频率500 Hz下所制备的陶瓷膜层表面较为均匀,且膜层与基体结合力最好。电化学极化曲线与阻抗谱表明,微弧氧化试样的腐蚀电流密度较基材降低了两个数量级,阻抗模值高于基材,耐腐蚀性较基材得到明显改善。摩擦磨损结果显示,陶瓷膜层的主要磨损机制为磨粒磨损,膜层的磨损体积为基材的22.21%,NiTi合金的耐磨性得到明显改善。在电解液中添加纳米ZrO₂颗粒所制备的陶瓷膜层表面微孔数量较少且堆积了大量的颗粒。复合膜层的厚度为5.71μm。复合膜层由ZrO₂和Al₂O₃相组成。EDS显示复合膜层中镍元素含量仅为0.2%远小于基材的50.8%,ZrO₂的添加有益于减小膜层中镍元素含量。电化学极化曲线显示,复合膜层的自腐蚀电位提高了27.63%,腐蚀电流密度降低了13.8%,说明ZrO₂纳米颗粒的添加有助于耐腐蚀性膜层的形成。