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在Ti-6Al-4V基体上,采用大气等离子喷涂（APS）方法分别制备了羟基磷灰石（HA）涂层、HA-ZrO2梯度涂层、HA/ZrO2过渡涂层;采用微束等离子喷涂（MPS）方法制备了HA+ZrO2复合涂层。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、红外吸收光谱（FTIR）等测试方法,重点研究了喷涂工艺参数和热处理工艺对涂层表面形貌、组织结构、结合强度和生物学行为的影响。结果表明,在本研究条件下,随喷涂距离的增大,HA粒子的熔化程度和扁平化程度降低;各喷涂功率下涂层中均出现CaO、磷酸钙（TCP）和磷酸四钙（TTCP）等分解相,提高喷涂功率使得涂层的非晶化程度加剧。喷涂过程中HA发生了严重的OH-脱落和明显的PO43-红外吸收峰宽化,说明HA的结构遭到破坏。MPS制备的HA+ZrO2复合涂层中的ZrO2主要以四方相存在,涂层主要为α-TCP相,并有少量CaO杂质相。采用优化的后喷涂参数,制备的单一HA、HA/ZrO2过渡涂层和HA-ZrO2梯度涂层的结合强度分别为28.31MPa、41.56MPa、33.00MPa。单一HA涂层经过650℃热处理后,结合强度最高为36.47MPa;过渡和梯度涂层均在750℃热处理后的结合强度最高,分别为50.86MPa和39.72MPa。纳米ZrO2涂层作为中间过渡层是结合强度增加的主要原因。梯度涂层经过550℃×3h的热处理后,红外吸收光谱和XRD分析显示,表面HA涂层的OH-得到部分恢复、CaO相消失,结晶度为61.6%。涂层在模拟体液（SBF）中浸泡2周后,表面出现了“沙丘”状的类骨磷灰石沉积层,沉积层由细小的针状颗粒组成。可见在此温度下热处理的涂层溶解较快,具有较高的生物活性。对梯度涂层进行750℃×3h的热处理后,涂层获得最高的结晶度86.2%,涂层中OH-恢复到接近原始粉末的水平。涂层浸泡在SBF中56天后,涂层表面只生成少量的磷灰石颗粒,说明涂层具有很低的溶解性,有利于提高植入体的长期稳定性。MPS制备的两种HA+ZrO2复合涂层浸泡在SBF中7天后,涂层表面均可以观察到局部形成了球状磷灰石晶核。随着浸泡时间的延长,磷灰石薄膜面积明显增大并向外铺展,28天后几乎覆盖整个涂层表面,表明ZrO2的引入对HA的生物活性影响较小。