阎秋生，赵言，梁智镔，陈家学，潘继生

（广东工业大学 机电工程学院，广州 510006）

医用钛合金由于具有较高的力学强度和耐腐蚀性能，较低的弹性模量和密度，以及出色的生物相容性，而被广泛应用于制作临床用的人工骨、人工关节、假牙等各种人体植入物以及超声刀、穿刺器、止血钳等各种手术器械[1-3]。其中TC4(Ti-6Al-4V)钛合金是世界上应用较为广泛的医用材料之一。

根据中国医药行业标准YY 0502—2016 的要求，关节类植入物表面应光滑，表面粗糙度Ra最大不超过0.1 μm，表面应无氧化皮、裂缝、凹陷、锋棱、毛刺等其他缺陷，也应无镶嵌物、终加工沉积物和其他污染物。同时也有研究表明，钛合金表面越光洁、粗糙度越小，则钛合金的表面润湿性越好，生物细胞对钛合金的粘附力越强，并且其耐腐蚀性也随其表面粗糙度的降低而提高[4-6]。因此，获得纳米级的超光滑表面，并且无毒性残留，是实现钛合金在医学上广泛应用的前提。

钛合金硬度高，化学性能稳定，是一种难加工材料[7-8]。目前医用钛合金主要采用电化学抛光、化学机械抛光进行加工[9]。电解抛光效率高，可有效去除毛刺、凸起等表面形貌，但设备较复杂、电解液具有强腐蚀性，易污染环境，电解后的钛合金表面组织严重不均匀，有时会出现较大的点蚀，并且难以达到纳米级的光滑表面[10]。Zhang Zhenyu 等[11]采用化学机械抛光（CMP）方法对医用钛合金进行了抛光，能获得Ra=0.68 nm 的表面，但是由于化学物质容易渗入组织内部而造成化学残留，表面会生成以 TiO2和Al2O3为主的氧化层，并且CMP 中的机械作用容易引起工件产生变形、残余应力、硬化层等问题，影响工件的寿命[12]。……