doi：10.20242/j.issn.2097-5384.2026.03.001

引用格式： 翟梓棫，张云龙，高志杨，等 . MAO-HTS 复合工艺对 TC4 合金复合涂层耐磨耐蚀性的影响［J］. 有色金属（中英文），2026，16（3）：425-434.

ZHAI Ziyu，ZHANG Yunlong，GAO Zhiyang，et al. Effect of MAO-HTS Composite Process on Wear Resistance and Corrosion Resistance of TC4 Alloy Composite Coating［J］. Nonferrous Metals，2026，16（3）：425-434.

现代工业的高速发展对高性能材料的需求日益增加，众多科研人员聚焦于高性能材料领域开展系统性研究。钛合金具有优异的比强度和生物相容性，弹性模量也与人骨相似，已成为生物医学领域的研究焦点。但钛合金表面耐磨性较差等问题严重限制了其作为生物医学材料的应用，特别是当其暴露在生理液中，腐蚀现象可能导致植入物的早期失效，这将严重限制钛合金材料的应用范围。为了克服上述局限，表面改性技术成为提升钛合金综合性能的重要手段。目前常用的改性方法包括激光重熔、电沉积、溶胶-凝胶、等离子喷涂及微弧氧化（MAO）等。其中，MAO技术因其能够在钛合金表面原位生成与基体结合牢固的陶瓷氧化层，显著提高材料的耐磨性和耐蚀性，受到广泛关注。然而，MAO涂层表面固有的“火山口状”多孔结构，易成为腐蚀介质的渗透通道，限制其在生理环境中的长期稳定性。

为了进一步优化涂层性能，有学者将MAO涂层作为基底，引入其他技术对MAO涂层进行修饰。例如，水热处理（HTS）通过高温高压促进涂层晶体生长和表面改性，显著改善其生物活性和稳定性，MAO所产生的微孔和裂纹可为HTS反应的容器，溶液中离子会沉淀其中对其进行填充处理，MAO-HTS复合处理兼具MAO涂层的高结合力和水热处理带来的耐蚀性优点，能够有效提高TC4合金的耐磨性和耐蚀性。在水热溶液中掺杂La³⁺可显著提高涂层质量，而La³⁺强水合作用导致其有效水合半径高达0.348 nm，仅能填充100 nm以上孔洞。JIANG Jiawei等在TC4合金表面利用水热法制备了羟基磷灰石（HA）涂层，结果显示，所制备的HA涂层具有优异的耐蚀性，涂层表面形貌还显著影响其润湿性。Wan L等分析了HA的制备原料、合成方法、改性等因素，指出通过不同的合成方法和改性手段，可以调控HA的微观结构和表面特性，影响其润湿性和生物相容性。CHEN Xiaowen等人在TC4钛合金表面利用MAO技术制备了陶瓷涂层，并研究了六方氮化硼（h-BN）掺杂对涂层耐磨性和耐蚀性的影响，结果显示，h-BN的添加提高了涂层的厚度、耐蚀性和耐磨性，但其生物惰性阻碍了它在生物医学领域的进一步应用。也有文献指出，掺杂Ag⁺不仅可以对深层微孔进行填充，还可以使涂层表面具有良好的抗菌性。Li G等人对MAO钛合金的机理、性能及应用等进行了综述研究并指出，通过调控电解液以及工艺参数，可有效提升涂层的生物活性与耐蚀性能。这些研究为在TC4合金表面制备具有优异生物活性和耐蚀性的复合HA涂层提供了理论基础和技术支持。

本研究提出一种分步复合表面改性策略，将微弧氧化与水热合成相结合，在TC4合金表面构建含羟基磷灰石的复合涂层，并引入Ag⁺掺杂协同优化。创新之处在于：利用HTS对MAO多孔结构进行有效封孔，显著提升涂层致密性与结合强度；Ag⁺掺杂不仅促进HA相沉积、改善表面润滑性，还赋予涂层抗菌潜力。该策略实现了耐磨性与耐蚀性的协同提升，为医用钛合金表面功能化设计提供了新思路。