Ti6Al4V合金具有优异的生物相容性、耐蚀性和抗疲劳性能,其弹性模量与人皮质骨的弹性模量相近,作为生物医用材料受到广泛应用。然而钛合金在临床应用中,会释放对人体有害的Al、V元素进入体液环境,从而引发一系列严重的恶性组织反应;同时Ti6Al4V合金本身不具备生物活性,与骨组织只是简单的机械结合,术后容易产生松动。羟基磷灰石具有良好的生物活性和生物相容性,可用于Ti6Al4V合金表面以提高其生物活性,可以使关节植入器件具有良好力学性能的同时,又具有良好的生物活性。然而羟基磷灰石涂层孔隙较大,无法有效抑制Al、V元素的溢出和防止体液对基体的腐蚀。本研究采用“生物惰性材料+生物活性材料”制备理念,在基体材料和活性材料间制备一层致密耐蚀的惰性DLC中间层,使之兼具良好生物活性和离子屏蔽性能,显著提高医用Ti6Al4V合金的应用可靠性。本文采用射频磁控溅射技术在Ti6Al4V合金表面制备不同工艺参数下的HA涂层。利用FTIR、XRD、SEM、AFM等分析测试技术表征工艺参数和热处理对HA涂层成分结构和显微形貌的影响,进而分析工艺参数和热处理对HA涂层的纳米力学性能、结合强度、润湿性、耐蚀性和生物降解性能的影响;得出HA涂层的最优制备工艺并在此条件下制备DLC/HA生物复合涂层,进一步对比研究了单一HA涂层和DLC/HA复合涂层纳米力学性能、结合强度、润湿性、耐蚀性、耐磨性和生物降解性能的差异。研究结果表明:磁控溅射制备的HA涂层结构均匀,致密,表面无缺陷。热处理能够显著提高涂层的结晶度并恢复HA涂层缺失的羟基;还可使涂层界面缺陷减少,晶粒尺寸增加,粗糙度增加,从而改善涂层的纳米力学性能和生物降解性能;也使涂层的接触角值减小到更加接近细胞粘附的角度值。负偏压的提高,可明显减小涂层的晶粒尺寸;减少涂层的表面和界面缺陷,使之与基体的结合强度变优;还引起涂层晶粒尺寸减小,涂层力学性能得到提高;负偏压升高引起的涂层表面粗糙度减小,不利于骨诱导生长,因此涂层的生物降解性能有所降低,但接触角值提高到接近细胞粘附值;涂层致密度提高,可以阻止体液的渗入,改善了其耐蚀性能。功率的改变,对涂层结晶度影响不明显;当功率为250 W时,涂层的结构和性能最优,表面颗粒粒径分布均匀,表面和界面缺陷较少;膜基结合强度最大,纳米力学性能和耐腐蚀性能最优,生物降解性能最好,经热处理后涂层的接触角值接近细胞粘附值。综合对比得出HA涂层的最优制备工艺为功率250 W、负偏压-100 V。并采用最优工艺参数在Ti6Al4V合金表面制备了DLC/HA复合涂层。Raman光谱分析表明DLC过渡层sp~3键和sp~2键含量比值为0.88,其兼具高硬度和良好的润滑性,从AFM图像可以看出DLC涂层颗粒均匀、结构致密,具有较好的离子屏蔽性能。与单一HA涂层相比,DLC/HA复合涂层表现出更加优异的力学性能、结合强度、耐磨耐蚀性能和离子屏蔽性能。