我国摩擦学研究的现状与发展

摩擦学领域的研究进展和发展趋势李久盛（中国石油兰州润滑油研究开发中心，甘肃兰州730060）摘要：对近年来摩擦学研究领域的相关文献进行了调研、汇总和分析，主要涉及的内容有：对摩擦学发展趋势的预测和分析，摩擦化学研究的新方法、新理论和新仪器，边界润滑下不同类型添加剂的作用机理等。

在此基础上，结合油品发展趋势对摩擦学今后的关注点进行了总结和展望。

关键词：摩擦学；边界润滑；极压抗磨剂；摩擦化学反应Status and Develop Trends of Tribology Research FieldLI Jiu-sheng(PetroChina Lanzhou Lubricating Oil R&D Institute, Lanzhou, 730060)Abstract:In this paper, many references concern about tribology research field were collected and analyzed. The main contents include the forecast and analysis of develop trends in tribology, new methods, theory and analyzer for tribochemical studies, and the mechanism of different kinds of additives in boundary lubricating state. Base on the above, the develop trends of tribology field were summarized and previewed.Key Words: Tribology; Boundary lubrication; EP/A W Additive; Tribochemical Reaction 摩擦学((tribology)是一门研究相对运动的表面及相关行为的技术科学，包括研究摩擦、磨损和润滑。

摩擦学研究进展摩擦学即是研究摩擦现象的学科，涉及到材料的摩擦力学、表面和界面科学、纳米科技等多个领域。

摩擦是普遍存在的自然现象，不仅影响着我们日常生活中的各种事物，而且也对多种技术和行业产生着重要的影响。

摩擦学的研究不仅有助于我们更好地理解自然现象，而且对于新材料的研发和产品的开发也具有重要的意义。

本文将从三个方面对摩擦学研究的进展进行介绍。

I. 摩擦力学摩擦力学是摩擦学的基础科学，主要研究摩擦力的本质、性质、变化规律等。

过去的研究表明，不同材料之间的摩擦系数存在差异，同时还受到接触压力、温度、表面形貌等多种因素的影响。

随着研究的深入，人们发现了一些在摩擦中起关键作用的物理现象，如阻尼效应、界面化学反应等。

同时，在实际应用中，人们也开始关注摩擦力的降低问题，提出了一些有效的技术手段，如润滑剂的使用、材料表面改性等。

这些进展不仅有助于我们更好地理解摩擦现象，而且也为提高产品的效率和品质提供了重要的技术支持。

II. 表面和界面科学表面和界面科学是摩擦学的重要分支，主要研究材料表面和界面现象的本质、机理和应用。

在过去的研究中，人们发现材料表面的形貌、化学组成等特性对摩擦行为有非常显著的影响。

随着纳米技术的发展，表面和界面科学研究中涉及的问题也越来越小，从而引出了润滑纳米液体、摩擦场等新的研究方向。

同时，界面化学反应、表面改性等技术的出现也为材料设计和表面加工提供了新的思路和方法。

III. 纳米摩擦学纳米科技是摩擦学的新兴研究领域，主要研究在纳米尺度下材料的摩擦行为和力学性质。

近年来，随着纳米技术的快速发展，人们已经开始具体地研究纳米尺度下的摩擦问题。

研究表明，在纳米尺度下的材料摩擦行为不同于宏观尺度下的情况，纳米表面的化学反应和量子效应等因素开始显示出重要影响。

因此，纳米摩擦学的研究不仅有助于我们更好地理解材料摩擦现象，而且也为研发新材料和开发新产品提供了重要的技术支持。

结论摩擦学研究的深入发展为我们理解自然现象和提高生产效率提供了巨大的帮助。

摩擦学的现状与前沿——机自09-8班姚安 03091131摩擦学作为一门实践性很强的技术基础科学，它的形成和发展与社会生产要求和科学技术的进步密切相关。

它作为一门独立的学科受到世界各国普遍重视，摩擦学理论与应用研究进入了一个新的时期。

1 研究现状与发展趋势现代摩擦学研究的主要特征可以归纳为：(1)在以往分学科研究的基础上，形成了一支掌握机械、材料和化学等相关知识的专业研究队伍，有利于对摩擦学现象进行多学科综合研究，推动了摩擦学机理研究的深入发展。

(2)由于摩擦学专业教育的发展和知识普及，以及摩擦学本身具有的实践性很强的特点，当今工业界有大量的工程科技人员结合工程实际开展研究，促使摩擦学应用研究取得巨大的经济效益。

(3)随着理论与应用的不断完善，摩擦学研究模式开始从以分析摩擦学现象为主逐步向着分析与控制相结合，甚至以控制性能为目标的研究模式发展。

此外，摩擦学研究工作从以往的主要面向设备维修和改造逐步进入机械产品的创新设计领域。

（4）交叉学科的发展。

摩擦学作为一门技术基础学科往往与其他学科相互交叉渗透从而形成新的研究领域，这是摩擦学发展的显著特点。

主要的交叉学科如下:摩擦化学、生物摩擦学、生态摩擦学及微机械学等。

当今，相关科学技术特别是计算机科学、材料科学和纳米科技的发展对摩擦学研究起着重要的推动作用，主要表现在以下方面。

1.1 流体润滑理论以数值解为基础的弹性流体动力润滑(简称弹流润滑)理论的建立是润滑理论的重大发展。

现代计算机科学和数值分析技术的迅猛发展，对于许多复杂的摩擦学现象都可能进行精确的定量计算目前薄膜润滑研究尚处于起步阶段，在理论和应用上都将成为今后润滑研究的新领域。

1.2 材料磨损与表面处理技术现代材料磨损研究的领域已从以金属材料为主体扩展到非金属材料包括陶瓷、聚合物及复合材料的研究。

表面处理技术或称表面改性是近20年来摩擦学研究中发展最为迅速的领域之一。

它利用各种物理、化学或机械的方法使材料表面层获得特殊的成分、组织结构和性能，以适应综合性能的要求。

摩擦学相关材料的研究与应用摩擦学是材料科学中的一个分支，它研究的是物体之间的相互作用及其力学特性。

摩擦学相关材料的研究和应用已经走过了漫长的历程，并且在许多领域发挥着重要作用。

一、摩擦学的背景和意义在现代工业和科技中，摩擦现象无处不在。

磨损、摩擦、润滑等现象影响着机械设备和工具的性能、使用寿命和安全性。

因此，研究摩擦学对提高机械设备和生产效率非常重要。

研究摩擦学的根源可以追溯到古代。

人类在使用工具的过程中逐渐发现了石头与木头之间的摩擦现象。

直到今天，摩擦学研究仍然是一个不断发展的领域。

二、摩擦学相关材料的研究现状和进展材料科学的进步推动了摩擦学相关材料的研究。

材料科学家不断地开发新材料，以满足工业和科技领域对高效、可靠、低成本设备的需求。

1. 摩擦材料的研究摩擦材料的研究包括各种摩擦副材料的磨损、摩擦、润滑和热稳定性研究。

其中最重要的是新型复合材料的研究，这些复合材料中包含了各种特殊纳米结构，比如纳米纤维等。

这些新型材料的应用为工业生产带来了更加高效和环保的机械和设备。

2. 摩擦材料的应用在众多应用中，摩擦材料的应用最为广泛。

目前，摩擦材料已应用于汽车、火车等交通工具、电子仪器、消费品制造等领域。

例如，新型润滑剂及其生产产品、摩擦防风润滑材料、轴承、热稳定性润滑膜材料等。

除此之外，摩擦材料的研究还有助于其他领域的研究，比如纳米技术和磁学技术等领域。

三、总结近年来，摩擦学相关材料的研究和应用在科技和工业中扮演着越来越重要的角色。

材料科学家们不断推陈出新，各种新型材料不断涌现，为科技和经济发展助力。

随着摩擦学相关材料的不断创新和不断应用，相关领域的技术和产业将持续发展，为社会经济进步做出更大的贡献。

摩擦学的进展和未来一、本文概述摩擦学，作为一门研究物体间接触表面相互作用及其产生的摩擦、磨损和润滑现象的学科，自其诞生以来就在工业、交通、能源、生物医学等众多领域发挥了至关重要的作用。

随着科技的不断进步，摩擦学的研究也日益深入，新的理论、技术和应用不断涌现。

本文旨在全面概述摩擦学领域的最新进展，并展望其未来发展方向。

我们将回顾摩擦学的发展历程，从最初的经典摩擦理论到现代的纳米摩擦学、生物摩擦学等新兴分支。

接着，我们将重点介绍摩擦学在材料科学、机械工程、航空航天、生物医学等领域的最新应用，如高性能涂层材料、纳米摩擦调控技术、智能润滑系统等。

我们还将讨论摩擦学在能源转换与存储、环境保护、可持续发展等全球性问题中的重要作用。

在展望未来部分，我们将分析摩擦学领域的发展趋势和挑战，如跨学科融合、技术创新与产业升级等。

我们还将探讨摩擦学在智能制造、新能源、生物医疗等领域的发展前景，以及其在推动社会进步和可持续发展中的潜力。

本文旨在全面梳理摩擦学的进展和未来，以期为该领域的研究者、工程师和决策者提供有益的参考和启示。

二、摩擦学的基础理论摩擦学，作为一门研究物体表面间相互作用和摩擦现象的科学，其基础理论涉及多个学科领域，包括物理学、化学、材料科学和力学等。

这些基础理论为摩擦学的发展提供了坚实的支撑，同时也为未来的探索提供了新的思路。

接触力学理论：接触力学是摩擦学的基础，主要研究物体表面的接触行为和接触应力分布。

该理论通过研究接触表面的形貌、材料属性和载荷等因素，揭示了接触界面上的应力分布规律，为摩擦学的研究提供了重要的理论基础。

弹塑性理论：弹塑性理论主要研究物体在受力作用下的变形行为，包括弹性变形和塑性变形。

该理论为摩擦学提供了关于材料表面在摩擦过程中变形和损伤机制的重要认识，有助于深入理解摩擦现象的本质。

摩擦热学：摩擦过程中，由于摩擦力的作用，物体表面会产生大量的热量。

摩擦热学主要研究摩擦过程中的热量产生、传递和消散等问题。

摩擦学在机械制造中的应用及前景分析摩擦学是一门研究物体之间接触、滑动和相互作用的学科，是机械工程中的重要分支。

随着科技的不断进步和人们对机械性能要求的提高，摩擦学在机械制造中的应用也越来越广泛。

本文旨在探讨摩擦学在机械制造中的应用及其前景分析。

一、摩擦学的应用1.润滑技术润滑技术是摩擦学的重要应用之一，它可以减少摩擦和磨损，提高机械设备的使用寿命。

润滑技术主要包括干摩擦和液体润滑两种，常见的液体润滑有油润滑和脂润滑。

2.摩擦材料的性能优化摩擦材料的性能优化是利用摩擦学原理，通过改变材料表面的形貌、结构和化学成分等方式来提高材料的耐磨性、耐腐蚀性和抗疲劳性能等。

例如，喷涂合金、电镀、氮化等技术可以显著提高材料的硬度和耐磨性，从而在机械制造中得到广泛应用。

3.摩擦学在汽车工业中的应用汽车工业是摩擦学应用最为广泛的领域之一，摩擦学在汽车制造中扮演着非常重要的角色。

例如，轮胎的摩擦系数直接影响汽车的行驶性能和安全性能，因此必须进行全面的摩擦学设计。

同时，汽车制造中还广泛使用了各种润滑和摩擦材料，例如发动机油、冷却液、制动片等。

4.热传导技术热传导技术是一种利用摩擦原理，通过改变热传导性能来提高机械设备的耐高温性能。

例如，在铁路和飞机制造中，常采用复合摩擦材料来提高零件的热传导能力，从而减少机件的热膨胀和变形，提高机器的寿命和安全性。

二、摩擦学的前景分析随着现代科学技术的不断发展，摩擦学在机械制造中的应用也越来越广泛，未来的前景十分看好。

以下是本文对摩擦学未来应用前景的分析：1.材料摩擦性能的提高随着纳米技术的不断发展，将有助于提高材料的摩擦性能，在机械制造中有着广泛的应用价值。

特别是在高科技领域，例如航空、航天等方面，摩擦学的应用将更加广泛和重要。

2.润滑技术的发展润滑技术的发展也将有助于提高机械设备的使用寿命和效率。

例如，纳米技术为液体润滑提供了更广泛的应用前景，例如利用纳米复合液体润滑剂，可以大大减少摩擦系数和磨损，从而提高机械设备的使用寿命。

摩擦表面形貌表征的研究现状与发展趋势近年来，摩擦表面形貌的研究日益受到重视，其意义也越来越重要。

摩擦表面形貌对摩擦学、摩擦材料性能评价和相关应用具有重要影响。

因此，研究人员对摩擦表面形貌的表征技术及影响因素也越来越感兴趣。

1. 摩擦力学方程及参数表征摩擦表面形貌的表征必须基于摩擦力学方程，以此来估算摩擦尺寸或颗粒的尺寸。

基于非线性摩擦学方程的数值模拟已经发展成熟，可以用来进行精细的模拟剖面表征。

数值模拟方法可以表征摩擦过程中出现的高度复杂的粗糙表面。

2. 润滑剂的影响润滑剂是摩擦组件中的关键对象。

润滑剂的性质、组分和形状对摩擦学本身和摩擦受力条件有重要作用，其中润滑剂的形状和尺寸对表征有很大的影响。

3.表面加工技术表面加工技术是影响表面粗糙度的关键因素。

随着表面加工技术的不断进步，几种以加工参数为基础的表面表征方法已经越来越成熟并得到广泛应用。

包括均匀表面规律扫描法等。

4. 微观表面粗糙度方法微观表面粗糙度工具，如比表法、定距法、谱表法等，是近年来用于表征摩擦表面形貌的重要手段，可以获得摩擦表面粗糙度随滑动距离变化的精确定量描述。

5. 高维参数表征近年来，由于计算机视觉和机器学习技术的发展，摩擦表面的高维度参数表征技术也受到了重视。

基于高维视觉参数的摩擦表面形貌表征可以更加细致地描述摩擦表面的非线性特性。

6.智能表面表征与高维参数表征类似，近年来随着人工智能技术的发展，人们也把智能学习技术应用于摩擦表面表征，比如半监督学习、无监督学习等技术，基于机器学习的表面表征技术也受到了重视。

综上所述，摩擦表面形貌表征技术在过去二十年中经历了许多发展及改进，而其中微观、高维参数表征以及智能表面表征有望成为摩擦学研究和实际应用的新趋势，未来将继续给摩擦表面的形貌表征带来更多的发展和改进。

摩擦学的进展与展望摩擦学是一门关于摩擦现象及其控制的学科，是材料领域中最重要的基础科学之一。

随着科学技术的不断发展，摩擦学研究也逐渐取得了新的进展和突破，本文将简述摩擦学的进展以及未来的展望。

一、摩擦学的进展1. 材料性能的改进随着材料科学的发展，工程界不断提出新的材料，任何材料都不能发展的独立于摩擦学的限制。

新型材料的发展为减小摩擦提供了一种途径，包括纳米材料，硅基材料等等。

2. 润滑技术的发展传统的润滑技术包括机械润滑、油润滑、气体润滑等。

而近年来润滑技术的应用也越来越广泛，从传统的机械润滑开始转向静电场润滑等新型技术，这些技术的应用有效地减小了摩擦现象，增加了机械设备的寿命。

3. 摩擦学理论的深化随着计算机技术和数值模拟技术的发展，摩擦学理论得到了很大的改进。

现代摩擦学理论已经逐渐从传统的摩擦现象说明向着深入探讨摩擦机制的方向发展。

同时新型摩擦学理论的提出可为材料科学提供新的支撑。

二、摩擦学的展望随着材料科学、计算机科学的快速发展，摩擦学在未来还有非常广阔的发展空间。

未来摩擦学的发展重点包括以下几个方面：1. 摩擦与磨损控制的理论和技术的发展随着工业的快速发展，摩擦机制和材料耐用性是极其关键的。

未来研究需着重探索摩擦与磨损强度之间的关系、摩擦机制的本质、新型润滑剂的研究等等。

2. 智能润滑技术的推广智能润滑技术将润滑技术与计算机技术相结合，开发出一种更加高效、自适应性更强的新型润滑系统。

未来摩擦学的应用将更加普及和广泛，发展出与工业现状高度契合的新型智能润滑技术。

3. 摩擦学与新材料的研究在现代工程技术和材料科学的高度发展下，新型材料的研究变得越来越重要。

未来的摩擦学还需要关注新型材料的摩擦特性、摩擦不稳定性等方面的应用研究。

尽管摩擦学已取得了长足的发展，但是未来摩擦学的发展研究充满了无限的可能性。

相信有天人们可以突破摩擦机制的局限，创造出更多的奇迹。

4. 微观结构与摩擦特性的研究随着纳米技术的不断发展，微观结构与摩擦特性之间的关系逐渐成为了一个热门领域。

摩擦学与表面工程技术研究随着人类现代科技的不断发展，摩擦学和表面工程技术也在不断得到重视和发展。

摩擦学是研究物体在接触状态下相对运动行为的科学，而表面工程技术是对材料表面和界面进行改良和优化的技术。

这两个领域的研究对于现代工业的发展至关重要。

摩擦学的研究可以追溯到几百年前，当时人们在自行车和轮船等交通工具上对摩擦学进行了深入的探索。

但是，随着工业的发展和技术的不断革新，摩擦学的研究和应用领域也得到了不断的扩展。

目前，摩擦学的应用已经涵盖了很多方面，包括重要的机械工业、航空航天工业、电子工业、医疗保健和生命科学等领域。

特别是在机械工业中，摩擦学的应用非常广泛，例如，发动机、汽车零件、轮轴、轴承等部件都需要进行摩擦学的研究和设计。

另外，表面工程技术的研究也是当今工业发展中必不可少的组成部分。

表面工程技术，一般包括表面改性、表面涂覆、表面加工和表面结构设计等方面。

表面改性是指通过物理、化学或机械的手段，改变材料表面的结构、化学成分、物理状态和机械性能等方面的技术。

表面涂覆技术则是将具有某种性能的涂料或材料涂在其它基材表面上的技术，常用于防腐、防磨、耐高温和防粘附等方面。

表面加工技术主要涉及到材料表面的高效纳米加工和表面改性，可以大大提高材料表面的硬度、强度、密度和耐蚀性。

表面结构设计技术则是通过调整材料表面的形状、大小、分布和排列等方面的结构，来达到预期的性能目标。

摩擦学和表面工程技术的研究也有相互交叉和依存的关系。

比如，在机械工业中，材料表面的涂覆和改性可以显著提高零部件的摩擦磨损性能，并能够减少摩擦噪声。

同时，表面加工也可以提高材料表面的亲疏水性和润滑性，从而进一步提高零部件的性能。

因此，摩擦学和表面工程技术的研究对于生产和工程领域均有着重要意义。

在摩擦学和表面工程技术研究领域中，我国也取得了一系列的研究成果。

例如，在机械工业和航空航天工业中对于气、液、固三相界面复杂作用的研究，以及对于含异物的氧化铜表面摩擦性能的研究等都达到了世界领先水平。

摩擦学与表面工程技术的研究进展摩擦学是一门独立的学科，以摩擦、磨损、润滑和表面工程等为核心，涉及工程、材料、化学、物理等多个领域。

随着科技的发展，摩擦学与表面工程技术的研究也越来越受到重视，成为一门前沿性、实用性和交叉性的学科。

本文将结合近年来的研究成果，探讨摩擦学和表面工程技术的发展现状及未来发展趋势。

一、摩擦学的发展及应用摩擦学被定义为研究摩擦、磨损和润滑等三个方面的科学。

摩擦是指两个物体相对运动时发生的阻力，磨损是指夹在两个物体之间的杂质或异物引起的表面磨损，润滑是指通过介质在两个物体表面上形成的润滑膜，降低摩擦和磨损。

现代工业的发展，摩擦学的研究与应用已经不仅仅是单纯定量化和测量摩擦系数，而是涉及各种传动和运动系统的设计、磨损的控制和润滑的改进，对于保障工业生产和科学发展具有重要意义。

摩擦磨损是机械加工和设备运转中普遍存在的问题，影响着机械设备的使用寿命和性能。

如何减少摩擦、抗磨损和提高润滑是摩擦学研究的重要课题。

这些问题也成为了近年来摩擦学研究的热点和难点。

目前，在摩擦学方面，研究成果的应用范围极广，例如汽车行业中的摩擦材料、气体透平的润滑与密封、高速列车的降噪与减振等。

同时，很多领域的发展和研究，也得益于起源于摩擦学研究的专业技术。

比如飞机工程中的超短起飞和垂直起降技术，机器人设计中的优化系统运动控制和精度改进，以及医疗器械的精细化设计等都需要靠摩擦学。

二、表面工程技术的研究与发展表面工程技术可以被定义为对于材料表面的物理和化学性能进行改变或增强的处理过程。

表面工程技术通过对于材料表面的处理，可以改善材料的机械性能、耐腐蚀性、和分子交互的物理化学性质等，提高其整体性能，实现对于材料结构和性质等的调控。

表面工程技术应用非常广泛，可应用于航空、工业、建筑等多个领域。

传统的表面工程技术主要包括表面喷涂、气相沉积、表面改性、表面镀膜和激光表面处理等。

近年来，随着纳米技术和电子显微镜技术的发展，表面工程技术也呈现出了新的发展趋势。

机械摩擦学研究进展摩擦是物体接触的的一种现象，不可避免地出现在我们日常生活和工业生产中。

机械摩擦学作为一门学科，致力于深入研究摩擦现象，并通过理论和实验手段探索减少摩擦、延长摩擦寿命、提高机械系统效率的方法。

近年来，机械摩擦学在材料科学、工程技术和环境保护等领域取得了一系列的重要研究进展。

首先，研究人员对摩擦现象的本质进行了深入的研究。

他们发现，摩擦是由于两个物体表面之间的微小不平整、表面过程相互作用以及化学反应等因素引起的。

传统的摩擦学理论往往基于干摩擦和润滑摩擦两种模型，但这些模型不能完全解释实际情况下的摩擦现象。

因此，研究人员开始致力于开发新的理论模型，如接触力理论、摩擦能力模型等，以更好地描述和预测摩擦现象。

其次，新型材料的研发和应用也成为机械摩擦学领域的重要研究方向。

传统材料在高温、高压或低温等极端条件下容易发生变形和损坏，并且摩擦系数较高。

为了解决这些问题，研究人员开始研制和应用新型材料，如纳米材料、纳米复合材料和超材料等。

这些材料在摩擦学方面具有优异的性能，可大大减少摩擦损失和能量消耗，提高机械系统的效率。

此外，研究人员还注意到材料表面的特性和结构对摩擦性能的影响，开发出一系列表面改性技术，如表面纳米处理、表面涂层等，以改善材料的摩擦性能。

再次，摩擦学的研究不仅限于理论模型和材料应用，还涉及到实验技术的发展。

随着科学技术的进步，研究人员能够更加精确地测量和分析摩擦现象。

例如，他们利用纳米力学实验技术、红外光谱技术和电子显微镜技术等手段，对摩擦过程的微观结构和表面变化进行了详细研究。

这些实验技术为机械摩擦学研究提供了有力的支持和验证，有助于深入理解摩擦现象的本质。

此外，近年来，机械摩擦学研究还在环境保护和可持续发展方面发挥了重要作用。

传统的润滑剂往往含有有机溶剂，会对环境产生污染和危害。

为了解决这个问题，研究人员开始研发环境友好的润滑材料和技术。

例如，利用涂层技术和纳米润滑材料，可以减少对环境的影响，降低能源消耗。

摩擦学的研究进展与应用摩擦学，顾名思义，是指研究物体相对运动过程中摩擦现象的科学领域。

作为一门交叉学科，摩擦学涵盖了材料科学、机械工程、物理学等多个学科，具有广泛的研究领域和应用前景。

在工业生产和科技创新中，摩擦学的研究和应用已经发挥了重要的作用。

一、摩擦学的研究进展近年来，摩擦学的研究进展主要体现在以下几个方面：1.微观结构分析摩擦过程中，物体之间的接触面发生变化，直接影响到摩擦力的大小和方向。

因此，微观结构分析成为了研究摩擦的重要方向。

近年来，随着原子力显微镜、扫描电镜等成像技术的发展，科学家们开始研究材料表面的微观结构和化学成分，以深入探究摩擦现象的本质。

2.新材料研发材料的摩擦特性会直接影响到机械系统的运行效率和寿命。

因此，新材料的研发是摩擦学研究的重点之一。

目前，科学家们正在研发一些摩擦系数低、耐磨性好的材料，如纳米多孔材料、纤维素基材料等，而这些新材料的研发也将为未来的机械系统和工业生产带来新的突破。

3.智能化设计为了有效降低机械系统的摩擦损失，人们开始尝试利用智能化设计技术来优化摩擦部件的结构和工作方式。

例如，通过微电机和传感器的结合，可以精确控制机械部件的运动状态，从而实现节能减排和延长机械寿命的效果。

二、摩擦学的应用摩擦学的研究成果主要应用于以下几个领域：1.航天器设计摩擦学是航天器设计中不可缺少的一部分。

在卫星和火箭的发射、运行和着陆过程中，摩擦力和热量的影响都将直接影响到卫星的运行效率和寿命。

因此，航天器的轨迹控制和气动热力学参数分析等都需要摩擦学的支持。

2.汽车工业在汽车工业中，摩擦学的应用主要体现在发动机和变速箱等关键部件的设计和制造中。

通过对发动机和变速箱的摩擦特性的研究和优化，可以提高汽车的运行效率和节省燃油。

3.机械加工在机械加工中，摩擦学也发挥着重要的作用。

通过研究和优化切削和磨削等工艺的摩擦特性，可以改善加工过程中的加工精度和工件表面质量。

4.生物医学生物医学领域中，摩擦学主要应用于人工关节等医疗器械的设计和制造。

摩擦学科学及工程应用现状与发展战略研究
——摩擦学在工业节能、降耗、减排中地位与作用的调查
薛群基
中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室，甘肃兰州７３００００
摩擦学既是以自然界普遍存在的摩擦、磨损和润滑现象为主要研究对象的一门涉及面很广的基础学科，也是一门以节约资源、能源、保护生态环境，提高生命质量为主要研究目标的实用性很强的应用学科，已经成为许多科学、技术和工程领域的重要科学基础和技术支撑。

凡是有相对运动的地方就存在摩擦与磨损。

国外统计资料表明：摩擦消耗掉全世界１／３的一次性能源，约有８０％的机器零部件都是因为磨损而失效。

美、英、德等发达国家每年因摩擦和磨损造成的损失约占其国民生产总值的２％～７％，而在工业中应用摩擦学知识可节约的费用约占国民生产总值的１．０％～１．４％。

关键词：摩擦学；应用现状；发展战略
摩擦学科学及工程应用现状与发展战略研究——摩擦学在工业节能、降耗、减排中地位与作用的调查
作者：薛群基
作者单位：中科院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,甘肃兰州730000本文链接：/Conference_7810222.aspx。

我国摩擦学发展历程
我国摩擦学发展历程自古以来就有悠久的历史。

在中国古代的《尚书》，就有关于摩擦力的记载，揭示了人们早期对摩擦现象的认识。

古代物理学家张衡在东汉时期，通过实验发现了摩擦力与物体质量和接触面积的关系，为摩擦学的研究奠定了基础。

随着时间的推移，我国的摩擦学研究逐步深入。

唐代的韩信中、宋代的沈括等学者对摩擦力进行了更加系统和深入的研究，提出了一些有关摩擦现象的新理论和观点。

近代以来，我国摩擦学研究取得了突破性进展。

20世纪初，
我国的物理学家孙承慧提出了摩擦力的统计描述模型，为研究摩擦力的微观机制奠定了基础。

1940年代，我国的物理学家
寿建华等人通过实验研究了固体摩擦，得出了摩擦系数与物体表面状况有关的结论。

1950年代，我国的物理学家张继航等
人对摩擦学进行了全面的研究和总结，提出了一系列关于摩擦力的新概念和理论，为摩擦学的发展做出了重要贡献。

继续推进摩擦学的研究，我国的科学家们又取得了一系列重要的成果。

例如，2008年，我国的科学家王光远等人发现了超
摩擦现象，引起了国内外学术界的广泛关注。

另外，通过开展纳米摩擦学的研究，我国的科学家们也取得了一系列突破性的进展。

当前，我国的摩擦学研究正处于一个蓬勃发展的阶段，取得了丰硕的成果。

可以预见，随着科学技术的进步和研究的深入，
我国在摩擦学领域将继续取得新的突破，为工程技术的发展和实际应用提供更加可靠的理论基础和技术支持。

微动摩擦学的发展现状与趋势微动摩擦学是一个研究微观尺度下物体间摩擦力学的交叉学科领域，它的背景是由于材料表面的几何形貌不均匀和原子级别的粗糙度，因此摩擦力在微观尺度下的行为与宏观尺度下存在显著差异。

它旨在探索材料表面的原子级别结构，以便更好地理解摩擦机制，并可以用于设计高性能的摩擦材料。

本文主要探讨微动摩擦学在最新技术、研究进展和未来趋势方面的发展。

在最新技术方面，纳米力学是微动摩擦学的研究方法之一。

纳米力学将原子力显微镜(atomic force microscopy, AFM)用于测量材料表面静态和动态力学性质，包括弹性模量、硬度和黏度等。

纳米力学还可以结合分子力学建模，研究材料表面微观结构的变化对摩擦力的影响。

此外，原子间力场显微镜(atomistic force field microscopy, AFFM)也是微动摩擦学中的一个重要技术，它通过模拟原子水平力学性质来研究材料表面上的摩擦行为。

在研究进展方面，研究人员已经开始探索纳米尺度下的摩擦行为。

他们发现，当物体越小，微观尺度下的摩擦效应越明显，与表面接触的原子数量和结合力增加。

这些研究成果对制造高性能纳米机械和MEMS器件具有重要意义，因为理解纳米级别下的摩擦力对器件的性能至关重要。

在未来趋势方面，研究人员将致力于更深入地研究微观尺度下的摩擦力学行为，并利用这些了解来开发新型的摩擦材料和新的制造技术。

此外，由于许多摩擦表面都极易受到污染和氧化的影响，研究人员还将致力于研究新的摩擦表面处理方法，以提高摩擦材料的耐用性和性能。

综合来看，微动摩擦学是一个快速发展的领域，它对现代工程和制造领域的发展具有重要意义。

未来，研究人员将继续深入研究微观尺度下的摩擦行为，并开发新的技术和材料，以实现更高的性能和可持续的发展。

另外一个未来的趋势是人工智能在微动摩擦学领域的应用。

微动摩擦学依靠研究大量的数据来对材料摩擦特性进行分析和理解。

因此，采用人工智能来处理这些数据很可能会成为一种重要的方法。

摩擦学与表面工程的研究进展近年来，摩擦学和表面工程一直是热门的研究领域。

摩擦学和表面工程的研究对于提高材料的抗磨性、减少材料的摩擦系数以及改善材料表面的反射率等方面具有很大的意义。

本文将探讨摩擦学和表面工程的研究进展。

一、摩擦学的研究进展摩擦学作为一门交叉学科，涉及材料科学、机械工程学、化学、物理等学科，针对摩擦与磨损现象进行研究。

当前，摩擦学的研究重点主要集中在以下几个方面：1. 摩擦学机理研究随着新材料的不断涌现，一些材料的摩擦学机理并不十分清楚。

因此，摩擦学研究者们一直在探究各种材料的摩擦学机理。

例如，对于复杂制造材料的摩擦学研究，研究人员首先需要了解该材料的结构特征，以确定摩擦起因，并寻找有效的摩擦降低方法。

2. 摩擦学在生物医学中的应用研究摩擦学在生物医学中具有广泛的应用前景。

如何降低人体植入物与人体组织之间的摩擦和磨损，提高其使用寿命，是摩擦学在生物医学中研究的重点。

另外，利用微机电系统等技术，可以研究组织细胞移动等现象，并应用于神经细胞的定向生长等方面的研究。

3. 摩擦学在能源领域中的研究摩擦学在能源领域中也具有广泛的应用。

例如，汽车发动机、风力涡轮机等设备的摩擦学研究，可以帮助优化设备的性能，提高能源利用效率。

此外，基于微纳尺度的表面结构研究，可以提高锂离子电池的充电速度和循环寿命。

二、表面工程的研究进展表面工程是比较新的交叉学科，其应用领域与摩擦学相似，也是注重材料表面结构的调控和研究。

当前，表面工程的研究重点主要集中在以下几个方面：1. 表面工程的材料特性研究对于不同材料表面的特性研究，是表面工程研究的基础。

例如，基于光学原理的表面光谱学研究，在显示器、LED等领域具有非常广泛的应用。

此外，表面电化学性质研究、表面微纳制造和表面涂覆等方面的研究，也是表面工程研究的热点。

2. 表面工程在生物医学中的应用研究表面工程在生物医学中的应用主要涉及到植入材料、医疗器械表面等方面。

例如，纳米表面结构研究可以帮助控制细胞生长和细胞分化方向，从而用于控制组织生长和重建。

摩擦学研究的进展与趋势一、引言摩擦学是一门与机械表面界面科学密切相关的学科，它主要研究相对运动表面之间的摩擦、磨损和润滑规律及其控制技术。

它涉及传统机械加工、交通运输、航空航天、海洋、化工、生物工程等诸多工业领域。

统计资料显示，摩擦消耗掉全世界约1/3的一次能源，磨损致使大约60%的机器零部件失效，而且50%以上的机械装备恶性事故都起源于润滑失效或过度磨损。

欧美发达国家每年因摩擦、磨损造成的经济损失占其国民生产总值（GNP）的2%～7%，而在工业生产中应用摩擦学知识和研究成果可以节约的费用占GNP的1.0%～1.4%［1］。

我国已经成为制造大国，但远不是制造强国，在生产与制造过程中对资源和能源的浪费严重，单位国内生产总值（GDP）能耗约为日本的8倍，欧盟的4倍，世界平均水平的2.2倍，若按GDP的5%计算，2014年我国摩擦、磨损造成的损失达31800亿元，因此，开发和应用先进摩擦与润滑技术实现能源与资源节约的潜力巨大。

另外，机械产品中的摩擦界面除了起到传递运动和能量的作用，还可具备防腐、减阻、吸声等特殊功能，对机械系统的效率、精度、可靠性和寿命等性能具有重要的甚至是决定性的作用。

摩擦学理论与技术可用于改善机械系统工作效率、延长使用寿命、减少事故发生，为解决人类社会发展面临的能源短缺、资源枯竭、环境污染和健康问题提供有效的解决方案。

人类很早就在生活和生产实践中应用摩擦与润滑技术，而对摩擦规律的科学探索也已有数百年的历史［2］。

早在15世纪，意大利的列奥纳多·达·芬奇就开始对摩擦学理论进行探索，1785年法国摩擦学及物理学家库仑提出干摩擦的机械啮合理论，英国的鲍登等人于1950年提出了黏着摩擦理论。

关于润滑，英国人雷诺于1886年根据前人观察到的流体动压现象，总结出流体动压润滑的基本理论，其后相继发展出了边界润滑（1921年）、2014—2015机械工程学科发展报告（摩擦学）弹性流体动力润滑（1949年）和薄膜润滑（1990年）理论。

我国摩擦学发展历程我国摩擦学发展历程可以追溯到古代，起初依赖人们的经验总结和直观感受。

然而，正式的摩擦学研究始于20世纪初，进入了科学实验与理论探索的阶段。

20世纪初，中国的科学技术尚未发展到较高水平，摩擦学研究也相对落后。

人们对于摩擦的理解还停留在定性描述的层面，缺乏深入的实验研究和理论分析。

进入20世纪二三十年代，随着科学技术的进步和学科研究的深入，我国摩擦学开始逐渐取得一些进展。

当时的研究主要集中在静摩擦的实验测量和摩擦力的计算方法等方面。

人们通过试验确定摩擦系数，并尝试用数学模型描述摩擦行为。

这些研究对我国工业生产和机械设计起到了一定的指导作用。

在20世纪五六十年代，我国的摩擦学研究开始进入系统化阶段。

当时的研究主要集中在摩擦材料的研究、摩擦磨损机制的分析和摩擦表面处理等方面。

一系列的实验和理论研究成果被广泛应用于航空、航天、军工等领域。

随着科技的不断进步和学科的不断发展，我国的摩擦学研究进入了现代化阶段。

二十世纪七八十年代，我国在摩擦学的理论研究和实验技术方面取得了一系列重要的成果。

在摩擦材料、摩擦磨损、润滑与摩擦学、摩擦与产能设计等方面的研究成果达到了国际先进水平。

进入21世纪新的历史阶段，我国的摩擦学研究进一步深化和发展。

摩擦学已经成为一门独立的交叉学科，与材料科学、力学、工程等学科产生了广泛而深入的交流与合作。

同时，新材料、新技术和新工艺的不断涌现，也为摩擦学的发展提供了新的机遇与挑战。

总结来看，我国摩擦学的发展历程经历了漫长而曲折的过程。

从起初的经验总结到现代化的实验和理论研究，我国的摩擦学研究取得了重要的进展。

目前，我国的摩擦学研究已经进入到更加系统化、深化和创新的阶段，为我国工业生产和科学技术的发展做出了积极贡献。