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TC4钛合金具有比强度高、耐蚀性强及生物相容性好等优点被广泛用于航空航天、医疗器具及能源化工等行业。而硬度低,耐磨性差等因素限制了其应用范围。针对以上问题,本课题采用双辉离子渗金属技术在TC4钛合金表面制备了锆合金层,然后利用MPCVD技术使锆合金层氧化,得到连续致密的氧化锆合金层。研究了锆合金层及氧化锆合金层的厚度、物相组成及表面硬度。对比分析了基体及合金层在大气及模拟唾液中的摩擦行为,并研究了在3.5%NaCl溶液及模拟唾液中的腐蚀行为,测试了基体及合金层的生物相容性,得出以下结论:（1）利用双辉离子渗金属技术在TC4表面制备出连续致密的锆合金层,其厚度随温度的升高而增加,成分呈梯度分布。经氧化后得到一定厚度的氧化锆合金层。锆合金层及氧化锆合金层的表面硬度较基体显著提高,表面粗糙度增加。合金层与基体为冶金结合,结合强度较高。（2）合金层在不同条件下的耐磨性较基体明显提高。在大气条件下,Zr-TC4试样及ZrO2-TC4试样的比磨损率均小于基体,其中850℃ZrO2-TC4试样的比磨损率最小,表现出较高的耐磨性。Zr-TC4试样的磨损机理主要为磨粒磨损和氧化磨损,ZrO2-TC4试样的磨损机理主要为微切削磨损。在人工模拟唾液中,基体及合金层的摩擦系数及比磨损率均低于在大气中,说明溶液起到润滑作用。在模拟唾液中,锆合金层和氧化锆合金层的比磨损率较基体降低明显,其中850℃ZrO2-TC4的比磨损率比基体降低3个数量级,耐磨性提高最为显著。（3）在3.5%NaCl溶液中,800℃Zr-TC4试样的腐蚀速率较基体降低55%,耐蚀性有所提高。800℃ZrO2-TC4试样的自腐蚀电位较基体正移,自腐蚀电流密度降低1个数量级,腐蚀速率较氧化前进一步降低,交流阻抗谱的阻抗值明显增大,耐蚀性提高明显。在人工模拟唾液中,各工艺的Zr-TC4试样及ZrO2-TC4试样的自腐蚀电位较基体均正移,自腐蚀电流密度均降低,其中800℃ZrO2-TC4试样的自腐蚀电流密度降低1个数量级,腐蚀速率下降最显著,耐蚀性提高最明显。在电化学阻抗谱中800℃ZrO2-TC4的容抗弧半径最大,阻抗值最大,相位角最接近-90°,进一步说明该试样具有优异的耐蚀性。另外,氧化锆合金层具有优异的生物相容性,有利于成骨细胞的生长和增殖。