采用亚音速火焰喷枪在17-4不锈钢基体上制备聚醚醚酮涂层,选用风冷和水冷两种方式使涂层冷却至室温,随后将水冷涂层在220℃、260℃和300℃条件下热处理1 min、10 min、20 min和30 min,通过FTIR、XRD、DSC等对涂层结构和热性能进行表征,结合涂层的机械性能的测试结果,分析涂层结构与性能的关系,获得以下结果:（1）火焰喷涂过程中的乙炔的存在会导致聚醚醚酮涂层的表面改性,且这种改性与冷却方式无关。造成改性的原因有两种,一种原因是乙炔高温分解成碳和氢,与聚醚醚酮反应,导致芳族基团氢化成环己烷基团。另一种原因是通过光氧化使羰基或醚基和邻近的α-碳沿着聚合物链的共价键断裂,产生聚合物自由基,自由基不稳定,易与乙炔反应,最终增加为主链上的CH₂基团。同时这种断裂会导致链的另一端加氢生成-CHO基团。而热处理过程不会造成聚醚醚酮涂层的降解。（2）在DSC升温过程中,水冷涂层存在可以排入晶格、重新结晶的无定形区,而风冷涂层则不存在。将风冷和水冷涂层在300℃条件下保温30 min,风冷涂层的热性能几乎无变化,而水冷涂层的玻璃化温度由143℃升高到151℃,晶体结构够由无定形态变为半结晶态,这是由于涂层结晶程度和交联程度增加造成的。将水冷涂层在220℃、260℃、300℃条件下保温1 min、10 min、20 min和30 min,DSC的结果显示,热处理温度较低或保温时间过短时,扫描升温过程中出现结晶峰,这是涂层结晶不完善造成的。提高热处理温度或延长热处理时间,结晶度增加,结晶完善程度提高,DSC扫描时不再出现结晶峰。当热处理温度在300℃且热处理时间大于10 min时,DSC扫描时在254℃出现小熔融峰,这是由于高温热处理时涂层生成的一种较小的薄片晶在250℃附近融化造成的。（3）XRD的结果显示,水冷涂层为无定形结构,风冷涂层为半结晶结构。半结晶结构的涂层硬度比无定形涂层要高。热处理以后风冷涂层的各个衍射峰有所增强,结晶度有所提高,但整体变化不大。水冷涂层热处理后由无定形结构转变为半结晶结构,各衍射峰角度与风冷涂层相同,随着热处理温度的升高和时间的延长,涂层结晶度增加,晶体化程度提高。（4）热处理后的水冷涂层,随热处理温度和保温时间的增加,涂层结晶度增加,晶体化程度提高,晶粒采用更紧密的堆砌方式,涂层密实度增加,孔隙率减小,表面平整度增加,这导致了涂层硬度的增加和摩擦系数的降低,但热处理后摩擦系数随温度和时间的变化趋势较弱。涂层硬度的增加是涂层耐磨性提高的主要原因。热处理前涂层的磨损形式存在粘着磨损和磨粒磨损,热处理后主要表现为粘着磨损。摩擦过程中存在疲劳撕裂现象,随热处理温度的升高和保温时间的延长,粘着磨损和疲劳撕裂现象逐渐变弱甚至消失。