近年来,硬组织植入材料的需求量一直在增加。医用钛（Ti）及其合金的耐腐蚀性和机械性能良好,同时具有较强的承载能力,满足硬组织植入材料的要求,然而由于钛及其合金属于惰性金属所以限制了其应用。磷酸钙（Ca-P）基羟基磷灰石(HA,Ca10（PO4）6（OH）2)由于具有良好的生物活性且是人类骨骼和牙齿的主要矿物成分,应用广泛。通过激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备HA梯度生物陶瓷涂层可以改善金属材料和陶瓷材料的缺陷,实现医用钛合金使用寿命长、安全性能高的目标。首先,采用机械合金法对HA粉末与Ti-6Al-4V粉末进行包覆改性,获得HA粉末附着在Ti-6Al-4V粉末表面的包覆型复合粉体。同时研究了机械合金工艺参数对HA/Ti-6Al-4V复合粉末包覆效果的影响,优化后的球磨工艺参数为:球磨时间10 h,球料比2.5:1,转速300 r/min。其次,设计了10%HA+90%TC4、20%HA+80%TC4和30%HA+70%TC4三种复合涂层的原始成分配比,采用正交试验优化了每一梯度层的工艺参数。第一梯度层优化后的工艺参数为:扫描速度7 mm/s,激光功率0.6 k W,送粉量2.8g/min;第二梯度层优化后的工艺参数为:扫描速度3 mm/s,激光功率0.7 k W,送粉量2.6 g/min;第三梯度层优化后的工艺参数为:扫描速度5 mm/s,激光功率0.6 k W,送粉量2.2 g/min。然后,通过激光熔覆工艺对TC4钛合金表面的形态和成分进行了改性,以增强硬组织植入物的生物活性和生物相容性。HA/TC4生物陶瓷梯度涂层表面粗糙不平,多种形貌并存增加了梯度涂层的微观表面积有利于涂层与骨组织的结合;涂层表面的物相主要由HA、Ti O2、Ca3（PO4）2、Ca Ti O3和Ca O组成;从基体到第三梯度层的组织依次为柱状晶、胞状晶、胞状树枝晶、树枝晶和等轴晶,涂层下部组织致密而上部组织疏松的结构有利于熔覆层和基体结合,并能有效阻止生理体液渗入熔覆层和基体的结合界面处,提高耐蚀性。硬度测试结果显示,随着HA含量的增加,HA/TC4生物陶瓷梯度涂层的硬度随之增加,梯度涂层硬度最高为1355.9 HV。最后,通过SBF模拟体液浸泡实验可以看到HA/TC4生物陶瓷梯度涂层表面生成大面积的类骨磷灰石,并且有绒毛状结晶生成。浸泡后的HA/TC4梯度生物陶瓷涂层表面的Ca/P比值接近于1.67,这说明HA/TC4梯度生物陶瓷涂层与SBF模拟体液的相容性良好。SBF模拟体液浸泡实验证实了HA/TC4梯度生物陶瓷涂层具有良好的体外生物活性和生物相容性。