为了达到同时控制表面物相和表面形貌,从而更好地改善钛合金表面生物活性的目的,本文将碱化和激光织构化相结合(ALT),对Ti-6A1-4V表面进行改性处理。结合X射线衍射仪(XRD)、光学金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)、激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)等分析方法和手段,对样品的物相成分、宏观形貌、显微组织结构等进行了分析和讨论。并利用静滴法测量接触角,计算表面能,结合模拟体液(SBF)浸泡实验,研究样品表面润湿性能及体外生物活性。首先研究了碱液浓度、碱化时间、碱化温度对样品表面化学成分及显微结构的影响。结果表明,碱化温度为80℃,碱液浓度为5 mol/L,碱化处理3天后,钛合金表面能生成均匀的Na2Ti03水凝胶层和少量TiO2。此条件被确定为后续其他处理的最佳工艺条件。其次,对上述最佳工艺碱化处理后的样品进行激光织构化处理。选用的激光工艺参数为：脉冲宽度0.2 ms,脉冲频率16 Hz,扫描速度1000 mm/s,离焦量7 cm,扫描间距为1.5mm和0.75mm。实验结果表明,扫描间距对样品表面形貌、粗糙度有较明显影响,而对物相成分影响不明显。碱化样品经激光织构化处理后,表面的物相成分发生了很大变化。在激光作用下,Na2Ti03发生了分解,主要成分为Ti,TiO2,Ti6O以及少量的钛的其他氧化物。激光共聚焦显微镜测试结果表明,激光织构化处理后,样品表面形成了具有一定高度的周期性排列的凹起,表面粗糙度为7.62 μm。SEM结果显示,在激光的作用下,碱化形成的膜层仍然存在,但是结构发生了明显变化,由原来的致密膜层变成了多孔网状结构,在激光光斑及其附近的膜层不明显,说明在激光作用过程中,该位置处的碱化层大部分已经被激光烧蚀掉。然后,对ALT处理前后的样品的表面润湿性进行了研究。表面能计算结果表明,钛基底表面能为44.94±1.30 mJ/m2,碱化处理后表面能为51.73±0.02 mJ/m2,ALT处理后表面能可达到52.57±0.02 mJ/m2,从而说明ALT处理可显著提高钛合金表面能。样品与SBF溶液的接触角测试结果也表明,ALT处理后,接触角明显减小,表明钛合金表面的润湿性得到了改善。ALT处理显著提高了样品表面能,提高润湿性能。最后,通过模拟体液(SBF)浸泡实验,对样品的体外活性进行了研究。随着浸泡时间增加,ALT处理的样品质量逐渐增大,在浸泡14天后质量增加达到5.9 mg；与扫描间距为0.75 mm的样品相比,在扫描间距为1.5 mm时,ALT处理的样品在SBF溶液中离子沉积速率最快,可达1.79×10-1 mg/h。XRD测试结果表明,ALT处理后的样品在SBF溶液中浸泡3天和7天时,HA衍射峰不明显,浸泡14天后,可观察到成弥散型的明显的HA衍射峰,与扫描间距为0.75mm的样品相比,在扫描间距为1.5mm时,HA的衍射峰更强,更加弥散；通过SEM以及EDS能谱分析得出,随着浸泡时间增加,样品表面沉积的钙磷涂层由最初的散落块状逐渐成片状,在7天时几乎完全覆盖样品表面,扫描间距为y=0.75mm的样品,在浸泡3天、7天、14天后的钙磷原子比分别为1.06、1.308、1.307,扫描间距为y=1.5mm的样品,在浸泡3天、7天、14天后的钙磷原子比分别为1.162、1.375、1.703,所以,扫描间距为y=1.5mm的样品的钙磷原子比更接近HA。因此可确定在扫面间距为1.5 mm条件下ALT处理的样品的体外活性较理想。