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骨骼是人体重要的组织器官。由于先天性缺陷、意外创伤、肿瘤切除、外部感染等原因造成的骨缺损，会大大影响人们的生活质量。在临床工作中，由于长骨结构的复杂性，修复长段骨也就成了很大的难题，至今尚无一种十分有效的替代物用于修复长骨，大多数仅仅是填充骨的腔穴性缺损。本研究的主要目的是制备出仿人体长骨结构的梯度多孔NiTi形状记忆合金，以解决长骨修复的难题，拓展多孔NiTi形状记忆合金的医学应用空间。首先，本文探索了仿皮质骨和仿松质骨的多孔NiTi形状记忆合金的制备工艺，研究了烧结温度、烧结时间和冷压制压力对合金的孔隙形貌、合金化程度的影响。研究发现：使用管式炉真空烧结的方法，冷压制压力400MPa、烧结温度1100℃、烧结时间3小时的条件下，不添加造孔剂可以烧结出仿皮质骨的小孔隙NiTi形状记忆合金，孔隙率为13%-20%；TiH2作为造孔剂时适于制备孔隙率小于30%的多孔NiTi形状记忆合金，NH4HCO3作为造孔剂制备出的孔隙大且连通；添加30%-35%的NH4HCO3造孔剂可以制备出仿松质骨的大孔隙NiTi形状记忆合金，孔隙率为44%-58%。其次，本文研究了热处理方法、孔隙率对均匀多孔NiTi形状记忆合金相变特性和力学性能的影响；建立了孔隙率与力学性能的关系，为仿生梯度多孔NiTi形状记忆合金的性能评价提供参考标准。研究发现经过固溶+时效处理，可以使多孔NiTi形状记忆合金的相变点Af小于人体温度，并表现出很好的超弹性。同时发现，随着孔隙率的增加，材料的弹性模量和压缩强度降低，当孔隙率达到49.98%时，抗压强度为192.56MPa，可以满足人体骨的强度需要；然而当孔隙率继续增加时，抗压强度就远达不到人造骨的强度要求了。另外，制备出的多孔NiTi形状记忆合金的弹性模量均在30GPa以下，在仿生骨的模量要求范围内。最后，本文通过自主设计的模具成功压制出能够确保内外层径向对中的梯度粉末生坯，经过管式炉真空烧结后生成仿人体长骨结构的梯度多孔NiTi形状记忆合金。研究发现该合金外层孔隙率为13.98%、内层孔隙率为52.05%、平均孔隙率为39.36%，满足人体骨的结构要求。当它半径与外壁厚度比为5.5时，压缩强度为360.58MPa、弹性模量为6.69GPa，能够很好地满足医学临床对仿生骨的需求。同时发现，梯度多孔NiTi形状记忆合金由于内外层之间的相互牵制作用而表现出独特的裂纹开展模式，其力学性能优于相同孔隙率的均匀多孔NiTi记忆合金。