在钛合金基体上制备生物陶瓷涂层可以将生物陶瓷的稳定性、良好的生物活性和金属的高强度、良好韧性结合在一起。含硅羟基磷灰石（Si-HA）和含氟羟基磷灰石（FHA）因其成分与自然骨更为接近，能更有效地提高羟基磷灰石（HA）的生物活性并具有更低的溶解度，已成为临床选用的主要的生物活性骨替换材料。激光熔覆技术由于可以获得界面结合强度高、厚度可调等特殊性能的生物涂层，已成为生物陶瓷涂层制备中前景很好的方法。本文以HA+CaF₂和HA+SiO₂作为原料，通过激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备FHA和Si-HA生物陶瓷涂层，为进一步研制满足临床性能要求的人体植入材料积累数据。主要开展了以下几方面研究：首先设计涂层粉末的组成和配比，并选择不同的工艺参数进行激光熔覆试验，发现采用CO₂激光器的最佳工艺参数是：激光输出功率P=0.7kW，扫描速度V=200mm/min，光斑尺寸D=15mm×2mm；采用光纤激光器的最佳工艺参数是：激光输出功率P=1.0kW，扫描速度V=720mm/min，光斑尺寸φ=6mm。其次对陶瓷涂层的组织结构和力学性能进行了研究。结果表明：优化工艺参数下制备的陶瓷涂层与基体之间实现了良好的冶金结合，由涂层表面至基体存在成分梯度；涂层主要由TiO₂、CaO等氧化物相，以及Ca₃（PO₄）₂、CaTiO₃、Ca₄Ti₃O₁₀、Ca₂SiO₄、Ca₃（PO₄）₂xH₂O和Ca₅（PO₄）₃F等陶瓷相组成；涂层表面出现絮状、短杆堆积状、蜂窝状、层片状及类珊瑚状等多种微观形貌；激光熔覆后涂层的显微硬度明显提高。最后通过模拟体液浸泡实验（SBF）初步探讨陶瓷涂层的生物活性，涂层表面有钙磷相沉积表明涂层具备一定的生物活性。而相比矩形光斑，圆形光斑扫描的陶瓷涂层可以更好的诱导钙磷相的沉积，这与CO₂激光器和光纤激光器的光斑能量分布及作用时间不同有关。