和传统的可植入医用金属材料相比,镁合金凭借着与骨骼匹配度更高的弹性模量、无毒、可降解以及能够避免二次手术等独特的优势,获得了越来越多学者们的关注。但是其优点也是其缺点,由于其降解速率过快,无法迎合骨组织恢复的时间,容易导致植入体应用的失效,因此,控制可生物降解镁合金在体内的腐蚀速率成为临床应用中的主要挑战。而对镁合金进行表面改性的主要方法便是在其表面涂覆生物陶瓷涂层,其中,羟基磷灰石作为生物陶瓷涂层,具有良好的生物活性,耐降解性,能够和骨组织间形成化学键合,促进骨组织的修复和再生长,因此成为应用较广泛的生物涂层材料。为了增强镁合金的耐降解性、生物活性,提高其与骨组织间的键合强度、与羟基磷灰石涂层间的结合强度,本研究分别采用两种不同的方法在AZ31B镁合金表面制备了氟掺杂的羟基磷灰石(FHAp)涂层。研究了制备工艺参数以及氟离子掺杂量对FHAp涂层形貌、相组成以及耐蚀性能的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)等手段对涂层的形貌、微观组织、相组成等进行了表征测试与分析。同时,通过电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线、体外模拟体液浸泡试验以及细胞培养实验评价了涂层的耐腐蚀性、降解行为和细胞相容性。采用微弧氧化与水热处理结合的方法在AZ31B镁合金表面成功制备了FHAp/MAO复合涂层。首先通过控制微弧氧化的工艺参数确定了最优的制备MAO涂层的条件为:电流0.25 A,频率400 Hz,占空系数75%,氧化时间3 min。在水热处理过程中,随着水热溶液氟离子掺杂量的增加,涂层的致密度逐渐提升,当F/Ca的掺杂比为0.2时,所获得的FHAp/MAO复合涂层的致密度最大,此时涂层由相互紧密连接的呈高度放射状排列的纳米棒状结构组成。FHAp/MAO复合涂层的厚度约为20μm,并且该涂层与基体结合良好。电化学测试及模拟体液浸泡实验均表明该复合涂层比单一涂层和空白基体具有更高的耐腐蚀性和更低的降解速率。此外,体外细胞培养实验表明,FHAp/MAO复合涂层不具有细胞毒性,且涂层的表面微结构有利于细胞的粘附与铺展,氟离子的掺杂还进一步提高了ALP的活性,有利于成骨细胞的早期分化。采用电化学沉积的方法在AZ31B镁基体表面成功合成了新型的纳米棒状结构的FHAp涂层。首先确定了电化学沉积模式为恒电流模式,然后优化电化学参数确定沉积涂层的电流密度为2.5 mA/m2。碱热处理能够促进Ca-P涂层转化为HAp涂层并使得FHAp涂层继续生长,从而使得碱热处理后涂层表面的微裂纹消失。在电化学沉积过程中,随着电解液中氟离子掺杂量的增加,涂层的致密度以及均匀度也在不断的增加,当F/Ca的掺杂比为0.2时,所获得的FHAp涂层的致密度最大,此时涂层由相互紧密排列的纳米棒状结构组成,且纳米棒的直径约为100 nm。FHAp涂层的厚度约为3μm,与基体结合良好,并且具有较高的平均粗糙度。电化学测试及模拟体液浸泡实验均表明FHAp涂层比单纯的HAp涂层和镁基体具有更高的防腐性能和更低的降解速率。体外细胞培养实验表明,纯HAp涂层和FHAp涂层的表面都有利于细胞早期的粘附、生长和繁殖,但FHAp涂层表面细胞粘附的数量更多,铺展更充分,说明氟离子的掺杂有利于细胞在涂层表面的增殖与生长。