未进行热震处理时，涂层中Cr3C2相分布在Cr-Ni粘结相中紧密结合，并且Cr-Ni主要以固溶体存在能够更好的发挥强韧性，经过钢球冲击后未出现开裂的情况，而热震处理后的涂层在冲击韧性试验后表面开裂，说明涂层的脆性增加，冲击韧性变差。
未进行热震处理的涂层总体能够保持Cr3C2硬质合金相的特性，起到良好的耐磨性能，从图1（a）、1（b）中可以看出，与未发生摩擦的原始涂层表面相比摩擦界面整体较为光滑，并存在由涂层与摩擦副之间发生磨粒磨损而产生的犁沟状磨痕，同时还存在一些磨损破坏的凹坑，这是由于摩擦副与涂层中Cr3C2等硬质凸起颗粒摩擦后使得涂层表面变得光滑，同时摩擦产生的磨屑进一步划伤了涂层表面，通过EDS分析发现凹坑中出现了高比例的O，残留成分以C和Cr为主，说明涂层在进行高速摩擦时，Cr3C2等硬质凸起颗粒与Si3N4摩擦副的摩擦界面产生了高温氧化，促使这些硬质颗粒脆化剥落形成凹坑。
700℃热震处理涂层进行摩擦磨损试验，磨痕处出现了许多亮白色的组织（如图1c、1d所示），经过EDS分析，其成分主要为C、O、Si、Cr、Ni，结合XRD分析结果发现，该组织中含有一定量的NiCr2O4相，Cr3C2相在摩擦时被进一步高温氧化脱碳，脱下来的C与摩擦副中的Si3C4发生了如下的反应：
3C0（g）+2Si3N4（s）=3SiC（s）+4N2（g）+3Si0（g）（1）
并且所形成的SiC及Si0进入了涂层。尖晶石结构的NiCr2O4，该结构具有较高的硬度，但也具有一定的脆性，在与摩擦副摩擦时容易破碎剥落，SiC及Si0也呈硬脆性，并且会破坏涂层的原油结构促进破碎和开裂，并且破碎的颗粒会成为新的磨料，形成“三体”磨粒磨损，加剧对涂层表面的磨损；进行800℃热震处理后，涂层表面出现了微裂纹（如图1e所示），涂层的脆性进一步增加，在与摩擦副对磨时Cr7C3及NiCr2O4的硬脆相颗粒会破裂以及剥落形成较大的凹坑，这些硬质颗粒的破碎会成为裂纹源形成微裂纹，并且在凹坑中可以看到许多磨削下来的细小颗粒（如图1f所示）；进行900℃热震处理后，涂层表面的微裂纹数量及宽度都明显增大，并且微裂纹在摩擦时进一步扩展形成较大的凹坑（如图1g、1h所示）。
图1涂层磨痕微观形貌（a）未处理；（b，b’）图3（a）局部放大；（c）700℃热震处理；（d，d’）图3（c）局部放大；（e）800℃热震处理；（f）图3（e）局部放大；（g）900℃热震处理；（h）图3（g）图局部放大
从图2的摩擦系数曲线中可以看出，涂层未经过热震处理时，随着摩擦的持续进行，摩擦系数呈现下降的趋势，说明涂层能够较好的抵抗摩擦，摩擦界面越来越光滑，有利于降低磨损。经过热震处理后，摩擦系数曲线的波动增大，这是由于NiCr2O4、Cr7C3以及新生成的SiC、SiO硬脆相被摩擦破碎后会成为新的磨料并加剧摩擦，热震处理温度为800℃时的摩擦系数最大，且波动最为剧烈。对照图3所示的涂层磨损质量损失，发现热震处理后涂层的磨损质量损失增大，这是由于氧化增加了涂层的硬脆相，而硬脆相的破碎剥落导致质量损失增加。热震温度为800℃时，涂层的质量损失最大，而热震温度升高到900℃后，质量损失有所降低，这是可能是由于经过900℃热震处理后，涂层中绝大部分的NiCr2O4硬脆相被分解，减少了破碎和剥落，并且涂层中Cr3Ni2相及Cr7C3相因晶粒尺寸细化而获得一定的强化，因此虽然经过900℃热震处理后涂层的微裂纹情况加剧，但耐摩擦磨损能力反而有所提高。
图1涂层的摩擦系数曲线图
图2涂层的摩擦磨损质量损失
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