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本文分别研究了牙冠用金／玻璃陶瓷(gold particles/glass-ceramic, GP/GC)复合材料和双生物陶瓷涂层/钛(hydroxyapatite-glass-ceramic/glass-ceramic/Ti, HA-GC/GC/Ti)复合材料植入体的制备及其性能。GP/GC复合材料色泽美观、力学性能可靠且GP用量少,可作为牙冠修复体长期修复受损牙冠。HA-GC/GC/Ti复合材料兼有Ti基体优良的力学性能和HA极佳的生物学性能,可用于修复人体受损的承力较大的部位,如牙齿和骨修复。采用真空热挤出法制备了以齿科金合金颗粒(dental gold alloy particles, GP)为增韧相,齿科玻璃陶瓷(dental glass-ceramic, GC)为基体,GP分布可控的GP/GC复合材料。GP集中分布在复合材料最大受力区域,有效提高了材料的力学性能并减少了贵金属的用量。系统研究了GP/GC复合材料的显微组织和力学性能,阐述了GP/GC界面的形成机制,探讨了GP/GC复合材料的增强、增韧机理。以纳米羟基磷灰石粉(HA)和玻璃陶瓷粉(GC)为原料,采用浸渍—烧结法在医用三维钛网表面构建了双生物陶瓷涂层,制得三维HA-GC/GC/Ti复合材料。Ti网完全被致密的GC涂层包覆,降低了复合材料的弹性模量,且可防止Ti基体被腐蚀。复合材料外层为多孔HA-GC涂层,提高了复合材料的生物活性和生物相容性。系统研究了HA-GC/GC/Ti复合材料的显微组织及力学性能,分析了GC涂层与Ti基体的界面结合,综合评价了Ti基体,GC/Ti复合材料和HA-GC/GC/Ti复合材料的生物学性能。研究结果表明：(1)在GP/GC复合材料的制备过程中,通过调节GP在GP/GC预烧体中的质量分布梯度和预烧体几何形状,利用GP/GC混合体的高温流动性,可控制GP集中分布在GP/GC复合材料的最大受力区域,有助于提高复合材料的力学性能,并可减少GP的用量,且GP完全处于GP/GC复合材料的内部,保障了复合体的美观性。GP/GC复合材料的维氏硬度为5.45±0.4 GPa,抗弯强度为329±28 MPa,断裂韧性为3.0±0.33MPa-m1/2。与GC材料相比,GP/GC复合材料的维氏硬度相同,抗弯强度提高了一倍,断裂韧性提高了两倍。(2) GP/GC复合材料中的玻璃陶瓷基体由白榴石和钾长石组成。在烧结过程中,白榴石与GP发生了化学反应,生成了金铝金属间化合物(AlXAuy),反应层厚度为20-30 nm,有助于提高GP/GC界面结合强度。GP和GC基体的热膨胀系数不匹配,在复合材料内部产生了残余压应力,有助于提高复合材料的抗弯强度。裂纹扩展过程中,GP发生塑性形变,有利于提高复合材料的断裂韧性。GP/GC复合材料经不同温度热处理后,GC基体晶化明显,GP与GC间进一步发生了化学反应,界面处产生了金铝金属间化合物(AlmAun)和金硅化合物(AupSiq),热处理温度越高,GP与GC化学反应越剧烈。(3)制得的三维GC/Ti复合材料,三维钛网被GC涂层完全包覆。GC涂层质地致密,表面光滑,由白榴石晶体、钾长石晶体和其它玻璃相物质组成,厚度约为40μm。GC/Ti界面处存在氧反应区(Zone-I)和GC反应区(Zone-II)。Zone-I与Ti基体相连,含有金红石相TiO2,厚度约为10μm, Hv约为350-400 MPa。Zone-II与GC涂层相连,含有Ti02和钛硅化合物(TixSiy),厚度约为4μm, Hv约为450-500MPa。GC/Ti界面的化学反应提高了涂层/基体的结合强度,GC/Ti界面平均结合强度为27 MPao HA-GC涂层包覆在致密GC涂层上,形成三维HA-GC/GC/Ti复合材料。HA-GC涂层为多孔结构,由羟基磷灰石、白榴石、钾长石和其它玻璃相物质组成,表面粗糙,厚度约为120μm,部分孔径大于100μm。(4) HA-GC/GC/Ti复合材料能够诱导模拟体液(SBF)中Ca2+, PO43-和OH-沉降,生成一层整齐、致密且有一定厚度的磷灰石沉积层。小鼠成纤维细胞(L929细胞)能很好的在HA-GC涂层表面附着、生长并增殖。说明HA-GC/GC/Ti复合材料具有良好的骨诱导能力、生物活性和生物相容性,无细胞毒性。