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钛及钛合金具有高比强度,优良的耐腐蚀性和较好的生物相容性,是一种很具有发展前景的医用金属材料。但是,钛及钛合金在应用于骨植入材料时面临两个突出问题,即力学适配差和表面生物惰性。其中,钛及钛合金与自然骨之间较大的弹性模量差异会产生“应力屏蔽”效应,导致骨吸收和植入体松动。研究表明,钛及钛合金多孔化不仅可以有效降低弹性模量,解决“应力屏蔽”问题,实现植入体与自然骨之间的力学适配,而且孔结构有利于细胞的粘附、增殖和分化,促进骨组织的生长。本文以钛网真空扩散连接法制备出的多孔钛为主要研究对象,表征了多孔钛的孔结构,研究了多孔钛的准静态压缩力学行为和生理条件下的力学行为,阐明了生理应变速率下的力学适配和压-压疲劳失效机制,分析了多孔钛作为松质骨植入材料的生物相容性,以期能为多孔钛植入材料和器件的应用提供一定的实验和理论指导。本文的主要研究内容和结果如下:提出了一种钛网真空扩散连接法制备医用多孔钛的新方法,采用Micro-CT、SEM和OM等手段表征了多孔钛的孔结构和显微组织特征。扩散连接界面良好,钛丝结合处无裂纹和杂质等缺陷。制备出的多孔钛孔隙率为3070%,平均孔径为100700μm。多孔钛表现出明显的各向异性,面内方向为方形孔,面外方向为细长孔,孔棱的显微组织为等轴α相,晶粒细小,晶粒尺寸不大于20μm。研究了多孔钛的准静态压缩力学行为,并分析了其变形方式。多孔钛在面内和面外方向准静态压缩时,表现出明显的各向异性,面外方向的准静态压缩变形方式为钛网屈曲,面内方向的变形方式主要为钛丝的滑动、摩擦和钛丝结合处的剪切。通过调整扩散连接温度、孔隙率和孔径,多孔钛的弹性模量和屈服强度分别可以在0.17GPa和5120MPa范围内调控。孔隙率为5070%的多孔钛的准静态压缩弹性模量和屈服强度在松质骨的力学性能范围内。钛网真空扩散连接法制备出的多孔钛具有较高的屈服强度,其性能与快速成形制备出的相当,大于粉末冶金法和造孔剂法制备出的多孔钛的屈服强度。采用Hopkinsons压杆实验探讨了多孔钛的动态压缩力学行为和应变速率敏感性,分析了孔隙率和孔径对应变速率敏感性的影响规律,阐明了多孔钛应变速率敏感性产生机理和生理应变速率下的力学适配。多孔钛面外方向压缩时,具有较强的应变速率敏感性,且应变速率敏感指数与相对密度相关。应变速率敏感指数随着孔隙率的增加而增大。面外方向较强的应变速率敏感性来自于基体材料的应变速率敏感性和微惯量效应。多孔钛面内方向的应变速率敏感性较弱,应变速率敏感指数与相对密度无关。孔径对多孔钛面内和面方向应变速率敏感性的影响均不显著。孔隙率为6070%的多孔钛面外方向的应变速率敏感指数约为0.0580.06,与松质骨的较为接近,更适宜作为松质骨植入体材料。基于准静态和动态压缩力学行为的研究基础上,分析了多孔钛面外方向的压-压疲劳力学行为,研究了孔结构对疲劳力学性能的影响规律,阐明了多孔钛的压-压疲劳失效机制。多孔钛的孔隙率和孔径对其绝对疲劳S-N曲线有显著影响,但对归一化疲劳S-N曲线无影响。应变累积是多孔钛压-压疲劳过程中的典型特征。多孔钛的疲劳失效机制为循环蠕变以及疲劳裂纹的萌生和扩展。其中,循环蠕变起着主导作用,循环蠕变速率是影响多孔钛疲劳寿命的主要因素。疲劳寿命为106时多孔钛面外方向的归一化疲劳强度为0.50.55。根据疲劳失效机制和微观结构分析了多孔钛具有较高归一化疲劳强度的原因。采用阳极氧化法在多孔钛表面制备出了TiO2纳米管,利用MTT法和动物植入实验研究了纳米管结构特征和多孔钛平均孔径对细胞增殖和骨长入情况的影响规律,探讨了多孔钛作为松质骨修复材料的生物相容性。阳极氧化法制备出的TiO2纳米管分布均匀,管径约为80nm,TiO2的主要结构为金红石。多孔钛表面构建TiO2纳米管可以促进细胞的增殖行为,但对骨长入情况的影响不显著。多孔钛平均孔径对细胞增殖和骨长入量均有显著影响。较大的孔径（500650μm）有利于细胞的增殖,同时能促进骨组织的内生长。