在钛合金表面制备生物陶瓷涂层,结合了基体材料的强度和陶瓷材料的生物活性,被认为是目前最有前途的一种承重骨替换材料。本研究旨在利用激光熔覆技术在钛合金（Ti-6Al-4V）表面构建梯度生物活性复合陶瓷涂层,以达到制备高性能、高可靠性生物植入材料的目的。本文以廉价的CaCO₃和CaHPO₄·2H₂O为前驱粉末,通过涂层成分设计,在钛合金表面激光熔覆制备了生物陶瓷涂层,利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、电子探针（EPMA）、热分析仪（TG-DSC）、硬度计等检测手段对钛合金表面涂层的形貌结构、组成、成分分布、力学性能及其体外诱导能力进行了详细的分析与研究;并且探讨了稀土氧化物CeO₂对涂层的影响。结果表明,熔覆层表面形貌基本呈网络状,反应生成的CaTiO₃均匀分布在磷酸钙陶瓷相之间。激光熔覆层大体分为陶瓷层、过渡层以及热影响区3个层次。基体与过渡层、过渡层与陶瓷层之间彼此紧密结合,无明显界线。由基体至涂层存在成分梯度,钛含量逐渐减少,磷、钙含量逐渐增加。CeO₂的添加影响着生物陶瓷复合涂层中形貌和磷酸钙相的形成。CeO₂的加入使涂层中HA+TCP逐渐增加,涂层组织均匀,裂纹减少。从动力学角度分析得到,当加入CeO₂时,对应温度点的激活能E较小,证明CeO₂对HA的生成具有催化作用。生物陶瓷复合涂层的性能测试表明添加0.6wt.%CeO₂生物活性涂层的硬度沿着涂层厚度方向梯度变化,在陶瓷层可达到较高的硬度（1200～1600 HV）;陶瓷层的断裂韧性约3.72 MPa·m^-1/2,接近人体骨;含0.6wt.%CeO₂涂层中的残余应力明显比不含稀土中的小,并且残余应力分布在表面有下降趋势。生物陶瓷涂层在SBF溶液中表现出很好的生物相容性,添加稀土的生物涂层浸泡两周后表面形成磷灰石。磷灰石的沉积是沿浅坑及微孔区域开始,随着时间增加,涂层表面沉积的磷灰石增多,为片状和一些针状晶体,晶体交错生长,无一定的排列规则。