由于密度小、比强度高和优良的生物相容性,钛及其合金广泛用于骨科植入物。但是,钛及其合金是生物惰性材料,表现出较差的生物活性。通过微弧氧化表面改性技术,既可以保留钛合金原有的优良性能,又能有效提升其生物活性。含磷微弧氧化膜具有良好的生物活性,但目前使用的电解质大都为无机磷酸盐。因此,本文以有机含磷物质植酸作为基本电解质,添加含钙和镁物质,制备含钙、磷和镁的微弧氧化膜。对比研究钙盐及氢氧化钾浓度对氧化膜性能的影响,筛选出最佳钙盐和pH值。采用四因素三水平正交试验法,确定最佳工艺参数,探讨钙和磷元素进入氧化膜的机制。研究EDTA-MgNa₂浓度及pH值对氧化膜性能的影响,确定镁元素的存在形式。研究结果如下:（1）植酸是一种食品添加剂,以含15 g/L植酸为基本溶液,分别添加乙酸钙、氧化钙、磷酸二氢钙、甘油磷酸钙和EDTA-CaNa₂五种钙盐以及强碱氢氧化钾,研究钙盐种类、氢氧化钾浓度对钛合金微弧氧化膜表面形貌和成分的影响。结果表明钙盐能显著提高氧化膜中磷含量,并且氧化钙、磷酸二氢钙和EDTA-CaNa₂能较大提高氧化膜中的钙含量。氧化膜中钙含量随氢氧化钾浓度的增加而增加。钙盐和氢氧化钾均能增大氧化膜表面微孔直径。（2）采用四因素三水平正交试验法,在含15 g/L植酸和10 g/L氢氧化钾溶液中对Ti6Al4V合金进行微弧氧化处理,研究EDTA-Na₂浓度、乙酸钙浓度,电流密度和氧化时间对微弧氧化膜层中钙、磷元素参与成膜过程的影响。利用SEM、XRD、FTIR和XPS等技术对氧化膜的表面形貌、组织结构和元素存在状态进行表征,并对钙、磷进入氧化膜的机制进行探讨。结果表明:氧化膜中钙、磷元素主要以CaTiO₃、PO₄^3-和HPO₄^2-形式存在。影响氧化膜中钙元素含量影响的因素顺序为:乙酸钙>电流密度>EDTA-Na₂>氧化时间;而影响氧化膜中磷元素含量的顺序为:乙酸钙>氧化时间>电流密度>EDTA-Na₂。扩散和电迁移是钙磷元素进入氧化膜的主要机制。（3）在含15 g/L植酸基本溶液中加入不同浓度的EDTA-MgNa₂和KOH。采用SEM,XRD,XPS,HPLC和FT-IR技术研究EDTA-MgNa₂和KOH浓度对氧化膜形貌、成分和结构的影响,使用HPLC分析溶液中的植酸含量。结果表明,氧化膜中镁元素的含量随EDTA-MgNa₂和KOH浓度的增加而增加,且EDTA-MgNa₂和KOH浓度能影响氧化膜孔径的大小。氧化膜中镁元素的主要存在形式为Mg O和Mg₃（PO₄）₂。