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钛和钛合金因具有优良的生物相容性、生物惰性、高强度、弹性模量与骨模量接近等优点，而成为生物医学领域令人瞩目的假体材料。钛合金假体在人体内与骨之间为机械性的连接，而不是强有力的化学键结合方式，为了进一步改善植入假体的生物相容性、抗磨损和腐蚀性能，有必要对钛合金进行表面改性。在钛和钛合金表面原位生长TiO2纳米管，可作为药物负载部位和成骨细胞的生长点，通过改变实验条件调控TiO2纳米管的管径、管长，以便实现对药物的载/释过程的更好控制。在本文中，通过电化学阳极氧化法在纯Ti表面制备TiO2纳米管，分别在水基和有机电解液中，研究氧化电压、时间对TiO2纳米管形貌的影响。研究发现在0.5wt%HF电解液中，氧化电压在10-25V之间，均可制备出TiO2纳米管。随着氧化电压的增大，由于电场强度在水平和竖直方向上的分量不断变大，纳米管的管径和管长都不断增大。氧化时间会影响纳米管的管长，随着氧化时间从30min增加到120min，纳米管的长度从187nm增大到279nm。由于水基电解液中H+浓度高，溶液腐蚀性较强，使得纳米管阵列不规则，存在较多的缺陷，并且纳米管长度较小。采用含有0.09M NH4F的乙二醇/水（醇水比=9:1）制备出了结构规则、长度更长的纳米管阵列。与在纯Ti上制备的纳米管阵列相比，利用Ti-35Nb-2Ta-3Zr合金得到的纳米管阵列，表面粗糙度高，且纳米管中含有Nb,Ta,Zr合金元素。以含有0.09M的NH4F的乙二醇/水作为电解液，得到的纳米管阵列管径尺寸均匀。当保持其他实验条件不变时，将电解液更换为1M H3PO4和0.5wt%NaF，得到的纳米管管径大小各异，说明纳米管管径尺寸与电解液的成分有关。此外，本文研究了Ti-35Nb-2Ta-3Zr合金变形度对纳米管形貌、物相结构的影响。随着合金变形度的增大，其自腐蚀电位不断正移，耐电化学腐蚀能力逐渐增强，纳米管的管径不断变小。将纳米管进行450℃3h的热处理，得到晶态的TiO2锐钛矿相，由于点阵畸变能的存在，使得未变形的合金形成的TiO2纳米管中晶粒尺寸比变形的大；但由于受纳米管壁厚的限制，随着合金变形度的增大，晶粒尺寸有变大的趋势。最后，我们对TiO2纳米管结构进行了结构优化，采用两次阳极氧化法制备了高度有序的TiO2纳米管阵列，通过多次阳极氧化，制备了多层TiO2纳米管结构，为后续的药物载/释提供材料基础。