随着生活水平的不断提高,人口老龄化已成为世界性难题,临床上对生物硬组织替换材料的需求也日益旺盛。钛及其合金因其良好的机械性能、化学稳定性及可加工性,已成为人体受损硬组织的理想替代材料。然而在体内复杂环境下,钛及其合金的长期耐蚀性、耐磨性、生物活性以及抗菌性仍无法满足人体植入材料的要求。因此需要对钛及其合金进行表面改性,以提高耐磨、耐蚀、及生物性能。微弧氧化技术（MAO）具有简单高效、成本低、对环境友好及膜层结合力强等优点,被广泛应用于金属表面改性。而常规MAO制备的Cu掺杂TiO2膜层易出现微观结构不均匀的问题,进而劣化膜层性能,极大地限制了其应用前景。基于此,本文第一个工作是在纯钛MAO过程中引入超声辅助技术,目的是改善铜掺杂TiO2膜层的均匀性。对超声微弧氧化膜层（UMAO）与常规MAO膜层进行对比研究发现,引入超声能显著改变膜层的元素组成、相组成和化学结构。微观分析可知UMAO膜层呈现出双层结构,内层为多孔TiO2,外层为富含Ca、P、O和Cu元素的非晶态层。电化学测试和体外生物试验表明,超声可以增强膜层的耐蚀性、抗菌性和细胞相容性。最后从微观层面提出UMAO成膜机理:超声辅助有利于在MAO膜层中形成缺陷,缺陷处优先放电后形成大量熔融氧化物,能增加膜层厚度。此外超声振动还能促进电解液的对流传质过程,提升（Cu-EDTA）2–的传质速率,降低EDTA盐的边缘效应,从而促进均匀成膜。本文第二个工作基于超声辅助技术,制备出不同掺铜量的均匀UMAO膜层,系统地研究其在不同模拟体内环境中的耐蚀性能。结果表明,随着掺Cu含量的增加,UMAO膜层的厚度及孔隙率不断降低,膜层内缺陷也显著减少。并且分别在模拟炎症腐蚀环境、流速介质腐蚀环境及摩擦腐蚀环境中,进一步探究了裸钛及UMAO膜层的耐蚀性能。测试结果表明,裸钛在0.9 wt.%Na Cl+1 wt.%H2O2溶液和流动0.9wt.%Na Cl溶液中会发生明显的腐蚀加速现象,阻抗降低约1个数量级;而掺铜UMAO膜层可以有效隔绝H2O2腐蚀基体,其多孔结构也能显著弱化流动介质的剪切作用,从而表现出更好的耐蚀效果,并且随着掺Cu量的增加,耐蚀性也略有提高。裸钛在磨蚀环境中主要表现为机械损伤,但磨蚀前后其阻抗结果差别较小;而UMAO膜层的表面硬度较高,且外层多孔疏松的结构在磨蚀过程容易碎裂细化,起到一定的润滑作用,进而提高UMAO膜层的耐磨蚀性能。