磨损是人工关节失效的主要原因之一。人工关节植入人体后，每年将产生500万颗左右的颗粒，直接影响人工关节的使用寿命。羟基磷灰石(HA)及其复合生物陶瓷涂层具有良好的生物活性和生物相容性，是人工植入体的理想材料。然而，涂层具有脆性大、强度低、耐磨性较差等缺陷，较难达到人体承重部位所需的力学要求，限制其在人体承重部位的应用。因此，改善生物陶瓷涂层材料性能，增加其耐磨性和机械强度，延长使用寿命，是人体关节植入材料今后发展的一个重要方向。近几年，表面织构作为一种能够有效改善表面摩擦学性能的技术手段，并被广泛应用于表面油膜动压润滑及干摩擦研究中。　　本文利用等离子喷涂技术及飞秒激光加工打孔技术，在氧化锆陶瓷增强HA复合涂层表面制备直径不同，面覆率不同的圆凹坑形织构，利用扫描电子显微镜(SEM)和超景深三维轮廓仪表征织构表面和截面的形貌，利用显微硬度仪测量涂层显微硬度;利用UMT-3磨损试验机在模拟人体环境，在牛血清润滑条件下分别研究不同直径和面覆率的织构涂层与磨损系数和磨损量之间的对应关系，得到最佳圆凹坑直径及面覆率的织构。通过观察不同载荷及往复速度下最佳织构涂层磨损后的织构形貌，研究织构涂层在牛血清润滑条件下的磨损机理。本文的主要研究成果如下:　　(1)通过等离子喷涂技术在钛合金表面制备含30wt％的氧化锆HA复合生物涂层，利用飞秒激光打孔技术在复合涂层表面制备出具有规则阵列、直径不同的圆凹坑型织构，在相同凹坑直径的基础上制备面覆率不同的织构。　　(2)对织构表面及截面形貌进行表征后发现，织构整体阵列非常整齐，同一试样上的圆凹坑直径大小差别不大，织构圆凹坑周边并没有由于激光加工而出现的形貌破坏的情况。不同的织构凹坑深度有一定的波动，但是波动值不大。分别对织构表面及激光加工区域进行显微硬度测试后发现，激光加工对其表面硬度影响不大，但是在其加工区域、圆凹坑的底部硬度有明显的提高。　　(3)在牛血清润滑条件下，对不同织构设计参数的涂层及未织构涂层进行磨损实验，实验表明，大多数的织构试样稳定状态下的磨擦系数小于未织构试样，所有织构试件的磨损深度均小于未织构涂层。其中面覆率为10‰直径Φ250μm的织构试样具有最小的摩擦系数及磨损深度。　　(4)在牛血清润滑条件下，载荷对面覆率10％，直径Φ250μm的织构涂层的摩擦系数和磨损率影响较大，织构涂层的磨损率和摩擦系数随着载荷的增大而增大。织构涂层在4N和8N载荷下的磨损表面微观形貌较为光滑，有一定的光泽感，表面微裂纹较少;在载荷为12N时，凹坑的形貌被破坏，涂层磨损表面较为粗糙，织构凹坑处出现较大的裂纹。最佳涂层在低载荷下的磨损机理为微观剥落，随着载荷进一步提高，其磨损机理转化为塑性形变引起的剥落磨损。　　(5)在牛血清润滑条件下，试验速度范围内面覆率10％，直径Φ250μm织构涂层的摩擦系数随着速度的增加而递减，其磨损深度，随着速度的增加先减小后增加。涂层在低速状态下，涂层磨损表面较为粗糙，表面有较多磨屑和小坑洞，但是织构圆凹坑的形貌保持完整;随着速度进一步提高，牛血清润滑膜的厚度增加，承载能力提高，磨屑与凹坑数量减少，磨损表面变得更加光滑;但速度达到0.6m/s时，涂层的表面形貌是最光滑的，但是其织构圆凹坑形貌遭到破坏。磨粒在高速下有着较大的动能，在润滑液的带动下对织构圆凹坑产生较大的冲击，使织构凹坑边缘处材料发生剥落。　　(6)通过研究在牛血清润滑状态下的stribeck曲线，织构涂层能够比未织构涂层以较低的速度进入流体润滑阶段，速度为0.5m/s，摩擦系数达到最小值0.21。　　综上所述:HA复合生物陶瓷涂层经飞秒激光加工技术产生的织构具有良好的表面形貌，涂层圆凹坑加工区域内的硬度明显提高，其磨损性明显优于未织构涂层。另外，织构涂层能够以比未织构涂层更低的速度进入流体润滑状态。