1、123摩擦力的方向永遠摩擦力的方向永遠沿著接觸面的切線方向，跟物體沿著接觸面的切線方向，跟物體相對運動的方向相反，或者跟物相對運動的方向相反，或者跟物體的相對運動趨勢相反，阻礙物體的相對運動趨勢相反，阻礙物體間的相對運動。體間的相對運動。4v外摩擦：外摩擦：摩擦與兩物體接觸部分的表面相互作用摩擦與兩物體接觸部分的表面相互作用有關，而與物體內部狀態無關，所以又稱為外摩擦。有關，而與物體內部狀態無關，所以又稱為外摩擦。v內摩擦：內摩擦：阻礙同一物體阻礙同一物體( (如液體和氣體如液體和氣體) )各部分間各部分間相對移動的摩擦稱為內摩擦。相對移動的摩擦稱為內摩擦。v滑動摩擦：滑動摩擦：物體接觸表面相

2、對滑動時的摩擦稱為物體接觸表面相對滑動時的摩擦稱為滑動摩擦。滑動摩擦。v滾動摩擦：滾動摩擦：在力矩作用下，物體沿接觸表面滾動在力矩作用下，物體沿接觸表面滾動時的摩擦，叫做滾動摩擦。時的摩擦，叫做滾動摩擦。5v靜摩擦：靜摩擦：一物體沿另一物體表面有相對運動趨一物體沿另一物體表面有相對運動趨勢時產生的摩擦稱靜摩擦，這種摩擦力稱靜摩擦勢時產生的摩擦稱靜摩擦，這種摩擦力稱靜摩擦力力f f靜靜。其隨外力增大而增大，當外力增大到臨界。其隨外力增大而增大，當外力增大到臨界值時，靜摩擦力達最大值，稱最大靜摩擦力。外值時，靜摩擦力達最大值，稱最大靜摩擦力。外力超過最大靜摩擦力時，物體才開始宏觀運動。力超過最大靜

3、摩擦力時，物體才開始宏觀運動。 v動摩擦：動摩擦：一個物體沿另一個物體表面相對運動一個物體沿另一個物體表面相對運動時產生的摩擦叫動摩擦。其阻礙物體運動的切向時產生的摩擦叫動摩擦。其阻礙物體運動的切向力叫動摩擦力力叫動摩擦力f f動動。動摩擦力通常小于靜摩擦力。動摩擦力通常小于靜摩擦力。6摩擦表面沒有任河吸附膜或化合物存在時的摩摩擦表面沒有任河吸附膜或化合物存在時的摩擦稱為純凈摩擦。這種摩擦只有在接觸表面產生塑性變形擦稱為純凈摩擦。這種摩擦只有在接觸表面產生塑性變形( (表而膜破壞表而膜破壞) )或在真空中摩擦時才發生。或在真空中摩擦時才發生。 在大氣條件下，摩擦表面間名義上沒有潤滑劑存在大氣條

4、件下，摩擦表面間名義上沒有潤滑劑存在時的摩擦叫做干摩擦。在時的摩擦叫做干摩擦。 相對運動的兩物體表面完全被流體隔開時的摩相對運動的兩物體表面完全被流體隔開時的摩擦稱為流體摩擦。當流體為液體時稱液體摩擦；為氣體時稱擦稱為流體摩擦。當流體為液體時稱液體摩擦；為氣體時稱氣體摩擦。流體摩擦時，摩擦發生在流體內部。氣體摩擦。流體摩擦時，摩擦發生在流體內部。 摩擦表面間有一層極薄的潤滑膜存在時的摩擦摩擦表面間有一層極薄的潤滑膜存在時的摩擦稱為邊界摩擦。稱為邊界摩擦。是過渡狀態的摩擦，如半干摩擦和半流體摩擦。是過渡狀態的摩擦，如半干摩擦和半流體摩擦。半干摩擦是指同時有邊界摩擦和干摩擦的情況。半流體摩擦半干摩

5、擦是指同時有邊界摩擦和干摩擦的情況。半流體摩擦是指同時有流體摩擦和邊界摩擦的情況。是指同時有流體摩擦和邊界摩擦的情況。 7v金屬材料的摩擦：金屬材料的摩擦：摩擦副由金屬材料摩擦副由金屬材料( (鋼、鑄鐵及有色金鋼、鑄鐵及有色金屬等屬等) )組成的摩擦。組成的摩擦。v非金屬材料的摩擦：非金屬材料的摩擦：摩擦副由高聚物、無機物等與金屬配摩擦副由高聚物、無機物等與金屬配對時的摩擦。對時的摩擦。v一般工況下的摩擦：一般工況下的摩擦：即常見的工況即常見的工況( (速度、壓力、溫度速度、壓力、溫度) )下下的摩擦。的摩擦。v特殊工況下的摩擦：特殊工況下的摩擦：指在高速、高溫、高壓、低溫、真空指在高速、高溫

6、、高壓、低溫、真空等特殊環境下的摩擦。等特殊環境下的摩擦。8對摩擦現象進行科學研究，最早開始于十五世紀意大利的對摩擦現象進行科學研究，最早開始于十五世紀意大利的文藝復興時代。文藝復興時代。15081508年偉大的意大利科學家達年偉大的意大利科學家達芬奇芬奇(leonardo da vinci(leonardo da vinci，1452145215191519年年) )首先著手于固體摩擦首先著手于固體摩擦的研究，他第一個提出了一切物體，剛要開始滑動，便產生的研究，他第一個提出了一切物體，剛要開始滑動，便產生叫做摩擦力的阻力；并且指出，摩擦力與重量成正比，而與叫做摩擦力的阻力；并且指出，摩擦力與

7、重量成正比，而與法向接觸面積無關。法向接觸面積無關。16991699年法國科學家阿蒙頓年法國科學家阿蒙頓(g.amontons(g.amontons，l663l66317051705年年) )進行了摩擦試驗，并建立了摩擦的基本公式。最后到進行了摩擦試驗，并建立了摩擦的基本公式。最后到17801780年由庫侖年由庫侖(g.a.coulomb(g.a.coulomb，1736173618061806年年) )在同樣的試驗的基在同樣的試驗的基礎上，完成了今天的阿蒙頓庫侖摩擦定律，一般稱為礎上，完成了今天的阿蒙頓庫侖摩擦定律，一般稱為“古典摩擦定律古典摩擦定律”。910v 古典摩擦定律是實驗中總結出的

8、規律，它揭示了摩擦的性古典摩擦定律是實驗中總結出的規律，它揭示了摩擦的性質。幾百年來，它被認為是合理的，并廣泛地應用于工程質。幾百年來，它被認為是合理的，并廣泛地應用于工程計算中。但是，近代對摩擦的深入研究，發現上述定律與計算中。但是，近代對摩擦的深入研究，發現上述定律與實際情況有許多不符的地方，例如：實際情況有許多不符的地方，例如：v 第一條當法向壓力不大時，對于普通材料，摩擦力與法向第一條當法向壓力不大時，對于普通材料，摩擦力與法向載荷成正比，即摩擦系數為常數。當壓力較大時，對于某載荷成正比，即摩擦系數為常數。當壓力較大時，對于某些極硬材料些極硬材料( (如鉆石如鉆石) )或軟材料或軟材料

9、( (如聚四氯乙烯如聚四氯乙烯) )摩擦力與法摩擦力與法向載荷不呈線性比例關系。向載荷不呈線性比例關系。v 但實際上，摩擦系數不是材料的固有特性，其不僅與摩擦但實際上，摩擦系數不是材料的固有特性，其不僅與摩擦副的材料性質有關，而且還與其它許多因素有關，如表面副的材料性質有關，而且還與其它許多因素有關，如表面溫度、光潔度和表面污染情況等。摩擦系數實際上是與材溫度、光潔度和表面污染情況等。摩擦系數實際上是與材料和環境條件有關的一個綜合特性系數。料和環境條件有關的一個綜合特性系數。11v第二條對于有一定屈服點的材料，如金屬材料，由于摩擦第二條對于有一定屈服點的材料，如金屬材料，由于摩擦副表面粗糙度的

10、存在，故只在很小的接觸區域內才有真正的副表面粗糙度的存在，故只在很小的接觸區域內才有真正的接觸，所以可以說摩擦力的大小與名義接觸面積無關。而對接觸，所以可以說摩擦力的大小與名義接觸面積無關。而對于彈性材料于彈性材料( (如橡膠如橡膠) )或粘彈性材料或粘彈性材料( (如某些聚合物如某些聚合物) )，摩擦力，摩擦力與名義接觸面積的大小則存在著某種關系。與名義接觸面積的大小則存在著某種關系。v試驗表明，實際接觸面積與摩擦系數有關，隨著實際接觸試驗表明，實際接觸面積與摩擦系數有關，隨著實際接觸面積的增加，摩擦系數增大，摩擦力亦增大。面積的增加，摩擦系數增大，摩擦力亦增大。v第三條的得出是因為在第三條

11、的得出是因為在1515世紀至世紀至1313世紀還沒有出現現代的世紀還沒有出現現代的高速機器。對于很多材料，摩擦系數與滑動速度有關。高速機器。對于很多材料，摩擦系數與滑動速度有關。v第四條對于粘彈性材料都不適用。粘彈性材料的靜摩擦系第四條對于粘彈性材料都不適用。粘彈性材料的靜摩擦系數不一定大于動摩擦系數。數不一定大于動摩擦系數。12只要兩物體接觸表面間有相對滑動的傾向或發生相對滑動，只要兩物體接觸表面間有相對滑動的傾向或發生相對滑動，就會發生滑動摩擦。古典摩擦定律也是在滑動摩擦的試驗基就會發生滑動摩擦。古典摩擦定律也是在滑動摩擦的試驗基礎上提出的。礎上提出的。200200多年來，經過許多科學家的

12、努力，使摩擦現象和機理多年來，經過許多科學家的努力，使摩擦現象和機理的研究有了很大的發展，提出了許多理論來解釋摩擦的現象的研究有了很大的發展，提出了許多理論來解釋摩擦的現象和本質，但目前尚未形成統一的理論。一般常把純凈表面間和本質，但目前尚未形成統一的理論。一般常把純凈表面間的干摩擦作為一種理想的摩擦狀態來進行研究。解釋摩擦起的干摩擦作為一種理想的摩擦狀態來進行研究。解釋摩擦起因的理論主要有：機械嚙合理論、分子理論、分子機械理論因的理論主要有：機械嚙合理論、分子理論、分子機械理論以及粘著摩擦理論。對于金屬摩擦副來說，粘著摩擦理論比以及粘著摩擦理論。對于金屬摩擦副來說，粘著摩擦理論比較令人滿意。

13、較令人滿意。131818世紀以前，許多研究者都認為摩擦世紀以前，許多研究者都認為摩擦表面上是凹凸不平的，當兩個凹凸不平的表面接觸時，凹表面上是凹凸不平的，當兩個凹凸不平的表面接觸時，凹凸部分彼此交錯嚙合。在發生相對運動時，互相交錯嚙合凸部分彼此交錯嚙合。在發生相對運動時，互相交錯嚙合的凹凸部分就要阻礙物體的運動。摩擦力就是所有這些嚙的凹凸部分就要阻礙物體的運動。摩擦力就是所有這些嚙合點的切向阻力的總和。合點的切向阻力的總和。巴拉認為摩擦是沿粗糙巴拉認為摩擦是沿粗糙面上升的結果，摩擦系數面上升的結果，摩擦系數為粗糙斜角為粗糙斜角的正切，即的正切，即tgtg。表面越粗糙，。表面越粗糙，摩擦系數越大

14、。摩擦系數越大。14貝利沙還嘗試將摩擦面的凹凸形做成模型來證貝利沙還嘗試將摩擦面的凹凸形做成模型來證實這種摩擦學說。他將為數眾多的半球粘成模型當作摩擦面，實這種摩擦學說。他將為數眾多的半球粘成模型當作摩擦面，從幾何計算得出這種凹凸面合起來的摩擦系數為從幾何計算得出這種凹凸面合起來的摩擦系數為1 13 3。貝利。貝利沙的半球凹凸模型，作為摩擦面形狀的模型化來說，具有重沙的半球凹凸模型，作為摩擦面形狀的模型化來說，具有重要的意義，就是在今天，也還是把摩擦面的凹凸形作為模型要的意義，就是在今天，也還是把摩擦面的凹凸形作為模型用來導出摩擦方程式。用來導出摩擦方程式。雖然此理論可解釋一般情況下粗糙表面比

15、光滑表面的摩擦雖然此理論可解釋一般情況下粗糙表面比光滑表面的摩擦力大這一現象。但當表面粗糙度達到使表面分子吸引力有效力大這一現象。但當表面粗糙度達到使表面分子吸引力有效發生作用時發生作用時( (如超精加工表面如超精加工表面) )，此理論就不適用了。例如，此理論就不適用了。例如，19191919年哈迪年哈迪(hardy)(hardy)對經過研磨達到凸透鏡程度的光潔表面對經過研磨達到凸透鏡程度的光潔表面和粗糙加工的表面進行摩擦試驗，發現經充分研磨的表面摩和粗糙加工的表面進行摩擦試驗，發現經充分研磨的表面摩擦力反而大，而且擦傷痕寬，表面破壞嚴重。擦力反而大，而且擦傷痕寬，表面破壞嚴重。 15摩擦的分

16、子理論是摩擦的分子理論是g.a.tomlinson(湯姆林遜湯姆林遜)于于1929年提出年提出的，在平衡狀態時，固體原子間的排斥力和內聚力相中和。的，在平衡狀態時，固體原子間的排斥力和內聚力相中和。但是，當兩物體接觸時，一個物體內的原子可能和第二個物但是，當兩物體接觸時，一個物體內的原子可能和第二個物體的原子足夠靠近以致于進入斥力場中。在此情況下，兩表體的原子足夠靠近以致于進入斥力場中。在此情況下，兩表面分開就會造成能量的損失，并以摩擦阻力的形式出現。面分開就會造成能量的損失，并以摩擦阻力的形式出現。設一表面對另一表面滑動設一表面對另一表面滑動x x距離，則所做機械功為距離，則所做機械功為px

17、，p為兩表面間的總力，假設它被原子間排斥力的總和所支承，為兩表面間的總力，假設它被原子間排斥力的總和所支承，即即pn n0 0 p0 0，n n0 0為界面上接觸原子的數目，為界面上接觸原子的數目，p0 0為接觸點的平均為接觸點的平均排斥力。在滑動過程中，新的原子將進入斥力場，而另一些排斥力。在滑動過程中，新的原子將進入斥力場，而另一些原子將離開斥力場。因此會有一總能量損耗，設原子將離開斥力場。因此會有一總能量損耗，設e e為原子和為原子和原子碰撞時所有能量損耗的算術平均值，并設在距離原子碰撞時所有能量損耗的算術平均值，并設在距離x中遭中遭遇的次數為遇的次數為n n，則總能量損耗為，則總能量損

18、耗為nene，它的數值等于機械功。，它的數值等于機械功。p 16p也就是說，根據機械功與原子一原子碰撞總能也就是說，根據機械功與原子一原子碰撞總能量消耗相平衡可得出摩擦系數量消耗相平衡可得出摩擦系數為為p而而nn0 x/e，其中其中為概率因子，小于為概率因子，小于l l。因此上式也可。因此上式也可改寫為改寫為此式表明摩擦系數與摩擦副材料本身的性質有關。此式表明摩擦系數與摩擦副材料本身的性質有關。 17如上所述，簡單的摩擦理論無論是機械的或分子如上所述，簡單的摩擦理論無論是機械的或分子的摩擦理論都是很不完善的，它們得出的摩擦系數的摩擦理論都是很不完善的，它們得出的摩擦系數與粗糙度的關系都是片面的

19、。與粗糙度的關系都是片面的。在二十世紀三十年代末期，人們從分子在二十世紀三十年代末期，人們從分子機械聯機械聯合作用的觀點出發較完整地發展了固體摩擦理合作用的觀點出發較完整地發展了固體摩擦理論在英國【鮑登論在英國【鮑登(f.p.bowden)(f.p.bowden)和泰伯和泰伯(d.tabor)(d.tabor)提出】和蘇聯（克拉蓋爾斯基提出）相繼建立了兩提出】和蘇聯（克拉蓋爾斯基提出）相繼建立了兩個學派，前者以粘著理論為中心，后者以摩擦二項個學派，前者以粘著理論為中心，后者以摩擦二項式為特征，這些理論莫定了現代固體摩擦的理論基式為特征，這些理論莫定了現代固體摩擦的理論基礎。礎。18v19391

20、939年克拉蓋爾斯基提出了分子年克拉蓋爾斯基提出了分子機械摩擦理論。認機械摩擦理論。認為摩擦力不僅取決于兩個接觸面間的分子作用力，而且還為摩擦力不僅取決于兩個接觸面間的分子作用力，而且還取決于因粗糙面微凸體的犁溝作用而引起的接觸體形貌的取決于因粗糙面微凸體的犁溝作用而引起的接觸體形貌的畸變畸變( (可逆或不可逆可逆或不可逆) )。v在干摩擦時，由于實際物體的表面有著微觀不平的微凸在干摩擦時，由于實際物體的表面有著微觀不平的微凸體和凹穴，因此，兩個表面接觸時，接觸僅僅發生在微凸體和凹穴，因此，兩個表面接觸時，接觸僅僅發生在微凸體處，其實際接觸面積只占總的名義接觸面的很小一部分，體處，其實際接觸面

21、積只占總的名義接觸面的很小一部分，并且隨著表面壓力的增大而增大。在載荷作用下，表面膜并且隨著表面壓力的增大而增大。在載荷作用下，表面膜容易破壞，金屬基體會直接接觸。由于接觸的不連續性，容易破壞，金屬基體會直接接觸。由于接觸的不連續性，在很大的單位壓力作用下，會同時出現表面微凸體相互壓在很大的單位壓力作用下，會同時出現表面微凸體相互壓入和嚙合，以及相接觸的表面存在分子吸引力。當兩表面入和嚙合，以及相接觸的表面存在分子吸引力。當兩表面相對滑動時，則受到接觸點上因機械嚙合和分子吸引力所相對滑動時，則受到接觸點上因機械嚙合和分子吸引力所產生的切向阻力的總和產生的切向阻力的總和( (摩擦力摩擦力) )的

22、作用。的作用。19因而，在載荷作用下的接觸表面的因而，在載荷作用下的接觸表面的相互作用形式分為兩種：機械作用相互作用形式分為兩種：機械作用( (取決于變形取決于變形) )和分子作用和分子作用( (取決于原取決于原子相互作用子相互作用) )。 分子相互作用發生在極表層中，可觸及到固體表層幾百分子相互作用發生在極表層中，可觸及到固體表層幾百微米的深度。機械相互作用的過程發生在固體本身厚度為微米的深度。機械相互作用的過程發生在固體本身厚度為幾十微米和更厚的各層中。機械作用與分子作用的比例與幾十微米和更厚的各層中。機械作用與分子作用的比例與表面光潔度、材料種類、載荷大小有關。光潔度高時，分表面光潔度、

23、材料種類、載荷大小有關。光潔度高時，分子作用比例大；而光潔度低時，則機械作用大。對于金屬，子作用比例大；而光潔度低時，則機械作用大。對于金屬，分子作用大；而對于橡膠等，則分子作用小。分子作用大；而對于橡膠等，則分子作用小。20v克拉蓋里斯基分析了在切向移動時接觸點因機械作用或克拉蓋里斯基分析了在切向移動時接觸點因機械作用或分子作用而被破環的五種型式。前三種型式主要是由于機分子作用而被破環的五種型式。前三種型式主要是由于機械作用所致，后兩種型式則明顯地表現為分子作用的影響。械作用所致，后兩種型式則明顯地表現為分子作用的影響。第一種破壞型式是指切向移動時，在表面微凸體壓入深度較第一種破壞型式是指切

24、向移動時，在表面微凸體壓入深度較大時，使材料剪切或擦傷。若壓入深度較小時，則發生材料的大時，使材料剪切或擦傷。若壓入深度較小時，則發生材料的彈性回復和塑性擠壓。若壓入深度更小時，則形成材料的彈性彈性回復和塑性擠壓。若壓入深度更小時，則形成材料的彈性擠壓；如果分子相互作用部分形成比基體金屬強度低的連接，擠壓；如果分子相互作用部分形成比基體金屬強度低的連接，則產生一般的粘著膜的破壞。如果分子相互作用部分形成比基則產生一般的粘著膜的破壞。如果分子相互作用部分形成比基體金屬強度更高的連接，當固體切向移動的力大于粘著連接的體金屬強度更高的連接，當固體切向移動的力大于粘著連接的強度時，粘著連接被剪切或撕裂

25、，即基體材料的破壞。強度時，粘著連接被剪切或撕裂，即基體材料的破壞。21式中，式中，s sa a 和和s sm m分別為分子作用和機械作用的面積；分別為分子作用和機械作用的面積；a a和和m m分別為單位面積上分子作用和機械作用產生的摩擦力。分別為單位面積上分子作用和機械作用產生的摩擦力。其中，其中，p p為單位面積上的法向載荷；為單位面積上的法向載荷；a am m為機械作用的切向阻為機械作用的切向阻力；力；b bm m為法向載荷的影響系數；為法向載荷的影響系數；a a為指數，其值不大于為指數，其值不大于1 1但趨但趨于于1 1；a aa a為分子作用的切向阻力，與表面清潔程度有關；為分子作用

26、的切向阻力，與表面清潔程度有關；b ba a為粗糙度影響系數；為粗糙度影響系數；b b為趨近于為趨近于l l的指數于是的指數于是22若令若令s sm mssa a，為比例常數為比例常數已知實際接觸面積已知實際接觸面積a as sa as sm m，法向載荷，法向載荷l lpapar r。則，。則，式式(34)(34)稱為摩擦二項式定律。稱為摩擦二項式定律。為實際的摩擦系數，它為實際的摩擦系數，它是一個常量，是一個常量，/代表單位面積的分子力轉化成的法向代表單位面積的分子力轉化成的法向載荷，載荷，和和分別為由摩擦表面的物理和機械性質決定的分別為由摩擦表面的物理和機械性質決定的系數。系數。 23將

27、式將式(34)(34)與通常采用的與通常采用的f fll對照，求得相當于單項式對照，求得相當于單項式的摩擦系數為的摩擦系數為可以看出，可以看出，不是一個常數，其隨不是一個常數，其隨a ar r/l/l而變化，這與實驗而變化，這與實驗結果相符合。結果相符合。實驗指出：對于塑性材料組成的摩擦副，實驗指出：對于塑性材料組成的摩擦副，a ar r與法向載荷與法向載荷l l成線性關系，因而成線性關系，因而與載荷大小無關，而符合與載荷大小無關，而符合amontonamonton定律。定律。但對于彈性金屬而言，由于表面接觸處于彈性變形狀態，實但對于彈性金屬而言，由于表面接觸處于彈性變形狀態，實際接觸面積與法

28、向載荷的不成正比，因而式際接觸面積與法向載荷的不成正比，因而式(35)(35)的摩擦系的摩擦系數隨載荷的增加而減小。數隨載荷的增加而減小。 摩擦二項式定律經實驗證實相當滿意地適合于邊界潤滑，摩擦二項式定律經實驗證實相當滿意地適合于邊界潤滑，和某些干摩擦狀態，特別是實際接觸面積較大的摩擦問題。和某些干摩擦狀態，特別是實際接觸面積較大的摩擦問題。24這一理論是鮑登這一理論是鮑登(f.p.bowden)(f.p.bowden)和泰伯和泰伯(d.tabor)(d.tabor)提出的。提出的。認為兩金屬表面在摩擦過程中，會形成大于分子量級的金屬認為兩金屬表面在摩擦過程中，會形成大于分子量級的金屬接點，并

29、在接點處發生剪切。此外，如果一個表面比另一個接點，并在接點處發生剪切。此外，如果一個表面比另一個表面硬，則較硬表面的凸點會在較軟的表面上產生犁溝。因表面硬，則較硬表面的凸點會在較軟的表面上產生犁溝。因此，摩擦阻力可用兩項之和來表示，其中一項代表剪切過程，此，摩擦阻力可用兩項之和來表示，其中一項代表剪切過程，另一項代表犁溝過程。另一項代表犁溝過程。 在無潤滑情況下，大多數金屬的在無潤滑情況下，大多數金屬的犁溝項與剪切項相比很小，故可略犁溝項與剪切項相比很小，故可略去不計。因此，當金屬表面相互壓去不計。因此，當金屬表面相互壓緊時，它們僅在微凸體頂端接觸。緊時，它們僅在微凸體頂端接觸。 25由于實際

30、接觸面積很小，因此可以認為接觸著的微凸體上由于實際接觸面積很小，因此可以認為接觸著的微凸體上壓力很高，足以引起塑性變形。接觸處的這種塑性流動導致壓力很高，足以引起塑性變形。接觸處的這種塑性流動導致接觸面積增大到實際接觸面積能支承載荷為止。對于理想的接觸面積增大到實際接觸面積能支承載荷為止。對于理想的彈塑性材料彈塑性材料式中式中y y金屬的屈服壓力；金屬的屈服壓力；ll法向載荷；法向載荷；a ar r實際接觸面實際接觸面積。由于金屬與金屬的緊密接觸區會發生牢固粘著，接點發積。由于金屬與金屬的緊密接觸區會發生牢固粘著，接點發生冷焊。若生冷焊。若為剪斷接點所需的單位面積上的力，則摩擦力為剪斷接點所需

31、的單位面積上的力，則摩擦力可表示為可表示為 此式即為簡單粘著摩擦理論的數學表達式。此式即為簡單粘著摩擦理論的數學表達式。 26該式表明，摩擦力等于實際接觸面積與接點材料剪切強度該式表明，摩擦力等于實際接觸面積與接點材料剪切強度的乘積；摩擦系數為接點材料的剪切強度與材料的屈服壓力的乘積；摩擦系數為接點材料的剪切強度與材料的屈服壓力的比值。簡單粘著摩擦理論表明：摩擦力與表觀接觸面積無的比值。簡單粘著摩擦理論表明：摩擦力與表觀接觸面積無關；摩擦力與法向載荷成正比。這與古典摩擦定律的第一和關；摩擦力與法向載荷成正比。這與古典摩擦定律的第一和第二條一致。上面分析中，認為材料是理想彈塑性體，并忽第二條一致

32、。上面分析中，認為材料是理想彈塑性體，并忽略了加工硬化的影響。因此，可取略了加工硬化的影響。因此，可取等于臨界剪切應力等于臨界剪切應力0 0，而而y y與與0 0均為兩種金屬中的較軟者，于是均為兩種金屬中的較軟者，于是 對于大多數金屬來說對于大多數金屬來說, ,比值比值0 0/y y相差不多。這也正是為相差不多。這也正是為什么大多數金屬的機械性能如硬度變化很大而彼此間摩擦系什么大多數金屬的機械性能如硬度變化很大而彼此間摩擦系數卻相差不大的原因。數卻相差不大的原因。27 如兩個硬的金屬接觸時如兩個硬的金屬接觸時,y y大大,a,ar r小小,0 0大大; ;而對于兩個軟而對于兩個軟的金屬接觸時的

33、金屬接觸時,y y小小,a,ar r大大,0 0小小; ;所以它們的比值所以它們的比值0 0/y y相相差不會太大。對于大多數金屬差不會太大。對于大多數金屬,0 00.20.2y y。 因此在硬的金屬上鍍覆一層軟金屬可降低摩擦系數。此時因此在硬的金屬上鍍覆一層軟金屬可降低摩擦系數。此時載荷由本體母材承擔，而剪切發生在鍍覆的軟金屬層，公式載荷由本體母材承擔，而剪切發生在鍍覆的軟金屬層，公式(38)(38)中的中的0 0為軟金屬的臨界剪切應力，為軟金屬的臨界剪切應力，y y為硬金屬的屈為硬金屬的屈服強度，因此，服強度，因此，值比較低。值比較低。 金屬摩擦時，接點發生焊合是無疑的。在高真空里，潔金屬

34、摩擦時，接點發生焊合是無疑的。在高真空里，潔凈的金屬表面發生嚴重的粘著，摩擦系數很大。然而，由凈的金屬表面發生嚴重的粘著，摩擦系數很大。然而，由式式(38)(38)計算出的摩擦系數與試驗數據不符。按簡單粘著計算出的摩擦系數與試驗數據不符。按簡單粘著摩擦理論得出的摩擦系數大約為摩擦理論得出的摩擦系數大約為0.20.2，而實際上許多金屬摩，而實際上許多金屬摩擦副在空氣中的摩擦系數大于擦副在空氣中的摩擦系數大于0.50.5，在真空中的摩擦系數則，在真空中的摩擦系數則更大。因此，必須對簡單粘著理論進行修正。更大。因此，必須對簡單粘著理論進行修正。 28式中式中aa簡單粘著摩擦理論中的實際簡單粘著摩擦理

35、論中的實際接觸面積，即只有法向載荷作用下的接觸面積，即只有法向載荷作用下的實際接觸面積；實際接觸面積；aa切應力作用引切應力作用引起接觸面積的增量。起接觸面積的增量。 也就是說，在真空中，潔凈的表面摩擦時，由于切應力也就是說，在真空中，潔凈的表面摩擦時，由于切應力的作用，粘著接點增大，實際接觸面積增加，因而摩擦系的作用，粘著接點增大，實際接觸面積增加，因而摩擦系數變大。數變大。29 當摩擦副在空氣中滑動時，大多數金屬表面被薄的氧化膜當摩擦副在空氣中滑動時，大多數金屬表面被薄的氧化膜所覆蓋，這樣的金屬摩擦副，實質上是氧化膜對氧化膜的摩所覆蓋，這樣的金屬摩擦副，實質上是氧化膜對氧化膜的摩擦，只有在

36、氧化膜破壞后，才是金屬對金屬的直接摩擦。因擦，只有在氧化膜破壞后，才是金屬對金屬的直接摩擦。因此，當摩擦副表面被污染，且污染膜的剪切強度較低時，粘此，當摩擦副表面被污染，且污染膜的剪切強度較低時，粘著接點的增長不明顯。當剪應力著接點的增長不明顯。當剪應力達到污染膜的剪切強度達到污染膜的剪切強度f 時，表面膜被剪斷，摩擦副開始滑動。時，表面膜被剪斷，摩擦副開始滑動。此時，摩擦系數可表示為此時，摩擦系數可表示為 （39）式中：式中：f界面污染膜的剪切強度；界面污染膜的剪切強度；y y金屬本體的屈金屬本體的屈服強度。這個結論和簡單粘著摩擦理論中的軟金屬膜在硬基服強度。這個結論和簡單粘著摩擦理論中的軟

37、金屬膜在硬基體上的摩擦系數表達式一致。這是因為若界面的剪切強度較體上的摩擦系數表達式一致。這是因為若界面的剪切強度較低，當低，當f/af/af 時，粘著接點面積增大停止，實際接觸面積只時，粘著接點面積增大停止，實際接觸面積只與法向載荷有關。與法向載荷有關。 30 但在某些情況下，由于表面污染膜的破壞，金屬與金屬但在某些情況下，由于表面污染膜的破壞，金屬與金屬直接接觸。這時界面的有效剪切強度介于較軟金屬表面的剪直接接觸。這時界面的有效剪切強度介于較軟金屬表面的剪切強度與表面污染膜的剪切強度極限之間。故摩擦系數決定切強度與表面污染膜的剪切強度極限之間。故摩擦系數決定于金屬對金屬和金屬對污染膜摩擦時

38、實際接觸面積所占的比于金屬對金屬和金屬對污染膜摩擦時實際接觸面積所占的比例。例。 應該指出，這個理論只適用于金屬對金屬的摩擦。因為應該指出，這個理論只適用于金屬對金屬的摩擦。因為它是建立在下列假定的基礎上：它是建立在下列假定的基礎上： (1)(1)實際接觸面積是由塑性變形決定的；實際接觸面積是由塑性變形決定的； (2)(2)兩個接觸表面是被一個剪切強度較低的膜隔開；兩個接觸表面是被一個剪切強度較低的膜隔開； (3)(3)摩擦力是剪切膜所需的力。摩擦力是剪切膜所需的力。 31 當硬金屬粗糙表面在軟金屬表面上滑動時，硬金屬上的當硬金屬粗糙表面在軟金屬表面上滑動時，硬金屬上的微凸體可能壓入軟金屬表面

39、使之產生塑性變形，并劃出一微凸體可能壓入軟金屬表面使之產生塑性變形，并劃出一條溝槽。這時，摩擦力中的犁削項是主要的一項。在磨粒條溝槽。這時，摩擦力中的犁削項是主要的一項。在磨粒磨損過程中，它也可能是摩擦力的主要分量。磨損過程中，它也可能是摩擦力的主要分量。 圖為一個硬的金屬圓錐在一圖為一個硬的金屬圓錐在一較軟金屬表面上滑動所產生的較軟金屬表面上滑動所產生的犁溝。載荷支承面積犁溝。載荷支承面積a al l與溝槽與溝槽面積面積a a2 2可由下式求出可由下式求出32 假定塑性屈服的金屬是各向同性的，它的屈服壓力為假定塑性屈服的金屬是各向同性的，它的屈服壓力為y y，則則 式中式中l和和f分別為載荷

40、和摩擦阻力。因而，由犁溝引起的摩分別為載荷和摩擦阻力。因而，由犁溝引起的摩擦系數擦系數p可由下式確定可由下式確定對于對于60的半錐角，的半錐角，p0.32，對于，對于30的錐角，的錐角， p1.1。 用同樣方法可計算的圓球及圓柱產生的犁溝分量。用同樣方法可計算的圓球及圓柱產生的犁溝分量。33 上述上述3 3種基本微凸體形狀種基本微凸體形狀( (球體、球體、圓柱體及圓錐體圓柱體及圓錐體) )摩擦犁溝分量的摩擦犁溝分量的計算，忽略了在滑塊前的材料堆積。計算，忽略了在滑塊前的材料堆積。而材料堆積在實際中是存在的。如而材料堆積在實際中是存在的。如圖所示為一球形滑塊所產生犁溝前圖所示為一球形滑塊所產生犁

41、溝前方材料壓皺和積聚的情況。方材料壓皺和積聚的情況。 顯然這使得溝糟面積顯然這使得溝糟面積a2有很大增加。同時，計算中假設有很大增加。同時，計算中假設的各向同性條件也不完全正確。考慮到這些誤差，應在的各向同性條件也不完全正確。考慮到這些誤差，應在p的表達式前加一個系數的表達式前加一個系數kp。 不同材料的不同材料的kp值見表。對值見表。對所研究的幾種金屬材料，大所研究的幾種金屬材料，大體上是隨著相對硬度的減小，體上是隨著相對硬度的減小，系數系數kp隨之增大。隨之增大。34 目前對摩擦的能量理論的研究有兩種看法：一種是從表面目前對摩擦的能量理論的研究有兩種看法：一種是從表面能量的觀點出發分析摩擦

42、機理，這是以美國拉賓諾維奇為代能量的觀點出發分析摩擦機理，這是以美國拉賓諾維奇為代表的看法；另一種是從能量平衡的觀點綜合分析摩擦過程，表的看法；另一種是從能量平衡的觀點綜合分析摩擦過程，持這種看法的有蘇聯的卡斯杰次基和德國的弗榮舍爾等人。持這種看法的有蘇聯的卡斯杰次基和德國的弗榮舍爾等人。 這種理論認為，粘著理論把關于材料的問題看作是靜止的、這種理論認為，粘著理論把關于材料的問題看作是靜止的、不活動的，這是不恰當的，實際上應考慮表面的作用。在分不活動的，這是不恰當的，實際上應考慮表面的作用。在分析材料的滑動過程中，粘結點的尺寸不僅取決于塑性變形過析材料的滑動過程中，粘結點的尺寸不僅取決于塑性變

43、形過程，而且受表面吸引力存在的影響。其粘著力最好用粘著表程，而且受表面吸引力存在的影響。其粘著力最好用粘著表面能面能wab表示，可由下式決定：表示，可由下式決定：wababab式中式中a和和b是材料是材料a和和b單位面積的表面自由能；單位面積的表面自由能；ab是界面能，是界面能，即在材料即在材料a和和b的界面存在的自由能。的界面存在的自由能。35 試驗說明，當試驗說明，當wab/h比值高時，滑動條件很差，此時有高比值高時，滑動條件很差，此時有高的摩擦系數，表面嚴重損壞和有大的磨損微粒。而當的摩擦系數，表面嚴重損壞和有大的磨損微粒。而當wab/h比值低時，滑動條件較好，此時有低的摩擦系數，表面僅

44、比值低時，滑動條件較好，此時有低的摩擦系數，表面僅有輕微的損壞和有小的磨損微粒。所以在材料選配時，要有輕微的損壞和有小的磨損微粒。所以在材料選配時，要利用利用wab/h比值來進行控制，以便得到小的摩擦系數和低的比值來進行控制，以便得到小的摩擦系數和低的磨損率。磨損率。 必須指出，根據最新的研究結果，表面能量只是摩擦能必須指出，根據最新的研究結果，表面能量只是摩擦能量的一部分，而大部分摩擦能量是消耗于金屬的彈性、塑量的一部分，而大部分摩擦能量是消耗于金屬的彈性、塑性變形。這個塑性變形交替發生在粘著過程中，它積蓄在性變形。這個塑性變形交替發生在粘著過程中，它積蓄在材料內作為位錯和最后表現為熱能。此

45、外，在摩擦過程中材料內作為位錯和最后表現為熱能。此外，在摩擦過程中還出現一系列與能量消耗有關的現象，如摩擦發光、摩擦還出現一系列與能量消耗有關的現象，如摩擦發光、摩擦輻射、機械振動、噪音、摩擦化學反應等。因此，要用摩輻射、機械振動、噪音、摩擦化學反應等。因此，要用摩擦的能量平衡理論才能解釋。擦的能量平衡理論才能解釋。36 一個摩擦學系統的基本一個摩擦學系統的基本結構是由四個作用元素組結構是由四個作用元素組成，即摩擦體成，即摩擦體1 1和和2 2，中間，中間材料材料3 3和周圍介質和周圍介質4 4。而整。而整個摩擦學系統的結構則由個摩擦學系統的結構則由元素元素a a、它的性質、它的性質p p和相

46、互和相互作用作用r r組成，通常以組成，通常以s s來表來表示：示：s saa，r r，pp摩擦的能量平衡理論考慮摩擦學系統、模型和整個摩擦過程。摩擦的能量平衡理論考慮摩擦學系統、模型和整個摩擦過程。37 根據系統理論，摩擦學系統屬于開式、離散、動態系根據系統理論，摩擦學系統屬于開式、離散、動態系統。因為在摩擦過程中，將引起能量損失和材料損失，而統。因為在摩擦過程中，將引起能量損失和材料損失，而且摩擦學的結構和功能都將隨之發生變化。且摩擦學的結構和功能都將隨之發生變化。 (1)(1)摩擦學系統在特定的摩擦副和外界工作條件下相互摩擦學系統在特定的摩擦副和外界工作條件下相互作用，使摩擦過程有能量的

47、損失，即輸入能量大于輸出能作用，使摩擦過程有能量的損失，即輸入能量大于輸出能量，其損失能量就是摩擦能量。量，其損失能量就是摩擦能量。 (2)(2)由于摩擦，使得能量可以轉化為機械能、熱能、化由于摩擦，使得能量可以轉化為機械能、熱能、化學能、電能、電磁能等。學能、電能、電磁能等。 (3)(3)由于摩擦，使得摩擦體由于摩擦，使得摩擦體1 1和和2 2，中間材料，中間材料3 3和周圍介和周圍介質質4 4，會發生不同程度的形狀和材料的變化。，會發生不同程度的形狀和材料的變化。38 借助于摩擦功借助于摩擦功w wr r來表示摩擦的能量平衡，來表示摩擦的能量平衡，v卡斯杰茨基認為，摩擦功由剪切和邊界膜滑動

48、時的功卡斯杰茨基認為，摩擦功由剪切和邊界膜滑動時的功( (變形部分變形部分) )、所形成的熱、內能的變化、所形成的熱、內能的變化( (固體運動能量的固體運動能量的程度程度) )、表面能的增加四部分組成；、表面能的增加四部分組成；v弗萊舍爾認為，摩擦功由九部分組成，前弗萊舍爾認為，摩擦功由九部分組成，前2 2種相同；達種相同；達到某一熱相變的運動能；到某一熱相變的運動能；完全相變的能量；容積變化完全相變的能量；容積變化的功；輻射能；電位能；化學過程極化能；覆蓋膜的解的功；輻射能；電位能；化學過程極化能；覆蓋膜的解吸能。吸能。39 40 研究摩擦系數的變化及其影響因素，以便控制摩擦過程研究摩擦系數

49、的變化及其影響因素，以便控制摩擦過程和降低摩擦損耗，是一項具有普遍意義的課題。和降低摩擦損耗，是一項具有普遍意義的課題。 摩擦系數是摩擦副的綜合特性，受到滑動過程中各種因素摩擦系數是摩擦副的綜合特性，受到滑動過程中各種因素的影響，例如：材料副配對性質、靜止接觸時間、法向載荷的影響，例如：材料副配對性質、靜止接觸時間、法向載荷的大小和加載速度、摩擦副的剛度和彈性、滑動速度、溫度的大小和加載速度、摩擦副的剛度和彈性、滑動速度、溫度狀況、摩擦表面接觸幾何特性和表面層物理性質、以及介質狀況、摩擦表面接觸幾何特性和表面層物理性質、以及介質的化學作用等。這就使得摩擦系數隨著工況條件的變化很大，的化學作用等

50、。這就使得摩擦系數隨著工況條件的變化很大，因而預先確定摩擦系數準確的數據是十分困難的，通常根據因而預先確定摩擦系數準確的數據是十分困難的，通常根據定性分析和實際測定的辦法來確定摩擦系數和各種因素的影定性分析和實際測定的辦法來確定摩擦系數和各種因素的影響。響。41 當兩個滑動表面是同一金屬或是非常類似的金屬，或當兩個滑動表面是同一金屬或是非常類似的金屬，或是兩種有可能形成固溶合金的金屬時，則摩擦較嚴重。例是兩種有可能形成固溶合金的金屬時，則摩擦較嚴重。例如，銅如，銅銅摩擦副的摩擦系數可達銅摩擦副的摩擦系數可達1.01.0以上，鋁以上，鋁鐵或鋁鐵或鋁低碳鋼摩擦副的摩擦系數大于低碳鋼摩擦副的摩擦系數

51、大于0.80.8。而不同金屬或低親合力。而不同金屬或低親合力的金屬組成的摩擦副摩擦系數則較低。如銀的金屬組成的摩擦副摩擦系數則較低。如銀鐵或銀鐵或銀低低碳鋼摩擦副的摩擦系數約為碳鋼摩擦副的摩擦系數約為0.30.3。 單相合金單相合金( (如幣合金：如幣合金：9090agag，1010cu)cu)的性質象純金的性質象純金屬，摩擦性能一般與其主要組元相似。多相合金（如屬，摩擦性能一般與其主要組元相似。多相合金（如cucupbpb軸承合金）情況比較復雜，當含有少量的軟相時，摩擦軸承合金）情況比較復雜，當含有少量的軟相時，摩擦系數較低。其原因是軟相能夠涂抹在合金的表面上充當潤系數較低。其原因是軟相能夠

52、涂抹在合金的表面上充當潤滑劑。屬于這種類型的合金有含鉛的易切削鋼和含有石墨滑劑。屬于這種類型的合金有含鉛的易切削鋼和含有石墨的灰口鑄鐵等。的灰口鑄鐵等。 42 事實證明，非常粗糙的事實證明，非常粗糙的表面表現出高的摩擦系數，表面表現出高的摩擦系數，因為在滑動期間一個表面因為在滑動期間一個表面必須越過另一個表面的駝必須越過另一個表面的駝峰。然而非常平滑的表面峰。然而非常平滑的表面甚至摩擦系數更大，因為甚至摩擦系數更大，因為真實接觸面積增大，表面真實接觸面積增大，表面間的分子作用加強。左圖間的分子作用加強。左圖為摩擦系數隨粗糙度的變為摩擦系數隨粗糙度的變化曲線。化曲線。 43 為了描述摩擦過程中表

53、面溫度的狀況，通常采用表面瞬現為了描述摩擦過程中表面溫度的狀況，通常采用表面瞬現溫度、表面平均溫度、體積平均溫度、溫度梯度、熱量分布溫度、表面平均溫度、體積平均溫度、溫度梯度、熱量分布函數等參數來進行研究。總的說來，摩擦熱對摩擦性能的影函數等參數來進行研究。總的說來，摩擦熱對摩擦性能的影響表現在兩方面：一是發生潤滑狀態轉化，如從油膜潤滑轉響表現在兩方面：一是發生潤滑狀態轉化，如從油膜潤滑轉化為邊界潤滑甚至干摩擦；另一是引起摩擦過程動力學特性化為邊界潤滑甚至干摩擦；另一是引起摩擦過程動力學特性變化，即摩擦表面與周圍介質的作用改變，如表面原子或分變化，即摩擦表面與周圍介質的作用改變，如表面原子或分

54、子間的擴散、吸附或解附、表層結構變化和相變等。子間的擴散、吸附或解附、表層結構變化和相變等。 溫度對于摩擦系數的影響與表面層的變化密切相關。大多溫度對于摩擦系數的影響與表面層的變化密切相關。大多數實驗結果表明：隨著溫度的升高，摩擦系數增加，當表面數實驗結果表明：隨著溫度的升高，摩擦系數增加，當表面溫度很高使材料軟化時，摩擦系數將降低。溫度升高時，兩溫度很高使材料軟化時，摩擦系數將降低。溫度升高時，兩金屬摩擦副的可焊性增加，強度降低，同時伴隨有表面氧化。金屬摩擦副的可焊性增加，強度降低，同時伴隨有表面氧化。因此，高溫下兩金屬摩擦副的摩擦特性取決于兩金屬的高溫因此，高溫下兩金屬摩擦副的摩擦特性取決

55、于兩金屬的高溫強度、可焊性以及所形成的表面膜。強度、可焊性以及所形成的表面膜。44 載荷是通過接觸面積的大小和變形狀態來影響摩擦力。載荷是通過接觸面積的大小和變形狀態來影響摩擦力。 摩擦總是發生在一部分接觸峰點上，接觸點數目和各接觸摩擦總是發生在一部分接觸峰點上，接觸點數目和各接觸點尺寸將隨著載荷而增加，最初是接觸點尺寸增加，隨后載點尺寸將隨著載荷而增加，最初是接觸點尺寸增加，隨后載荷增加主要引起接觸點數目增加。實驗表明：光滑表面在接荷增加主要引起接觸點數目增加。實驗表明：光滑表面在接觸面上的應力約為材料硬度值的一半；而粗糙表面的接觸應觸面上的應力約為材料硬度值的一半；而粗糙表面的接觸應力可達

56、到硬度的力可達到硬度的2323倍，即出現表面塑性變形。倍，即出現表面塑性變形。 當表面是塑性接觸時，摩擦系數與載荷無關在一般情況當表面是塑性接觸時，摩擦系數與載荷無關在一般情況下，金屬表面處于彈塑性接觸狀態，由于實際接觸面積與載下，金屬表面處于彈塑性接觸狀態，由于實際接觸面積與載荷的非線性關系，使得摩擦系數隨著載荷的增加而降低。由荷的非線性關系，使得摩擦系數隨著載荷的增加而降低。由于摩擦表面處于彈塑性接觸狀態，因而摩擦系數隨加載速度于摩擦表面處于彈塑性接觸狀態，因而摩擦系數隨加載速度而改變。當載荷很小時，加載速度的影響更為顯著。而改變。當載荷很小時，加載速度的影響更為顯著。45 當滑動速度不引

57、起表面層當滑動速度不引起表面層性質發生變化時，摩擦系數性質發生變化時，摩擦系數幾乎與滑動速度無關。然而幾乎與滑動速度無關。然而在一般情況下，滑動速度將在一般情況下，滑動速度將引起表面層發熱、變形、化引起表面層發熱、變形、化學變化和磨損等，從而顯著學變化和磨損等，從而顯著地影響摩擦系數。地影響摩擦系數。 圖是克拉蓋爾斯基等人提出的實驗結果。對于一般彈塑性圖是克拉蓋爾斯基等人提出的實驗結果。對于一般彈塑性接觸狀態的摩擦副，摩擦系數隨滑動速度增加而越過一極大接觸狀態的摩擦副，摩擦系數隨滑動速度增加而越過一極大值，如圖中曲線值，如圖中曲線2 2和和3 3。并且隨著表面剛度或者載荷增加，極。并且隨著表面

58、剛度或者載荷增加，極大值的位置向坐標原點移動。當載荷極小時，摩擦系數隨滑大值的位置向坐標原點移動。當載荷極小時，摩擦系數隨滑動速度的變化曲線只有上升部分；而在極大的載荷條件下，動速度的變化曲線只有上升部分；而在極大的載荷條件下，曲線卻只有下降部分，如圖中曲線曲線卻只有下降部分，如圖中曲線1 1和和4 4所示所示46 金屬的表面常覆蓋有氧化膜、吸金屬的表面常覆蓋有氧化膜、吸附氣體膜及其它形式的污染薄膜。附氣體膜及其它形式的污染薄膜。這些表面膜的存在將對摩擦副的摩這些表面膜的存在將對摩擦副的摩擦特性產生影響，而且會使摩擦系擦特性產生影響，而且會使摩擦系數發生變化。數發生變化。 表面存在各種薄膜時，

59、摩擦系數降低是因為摩擦副有表面膜表面存在各種薄膜時，摩擦系數降低是因為摩擦副有表面膜時，摩擦主要發生在膜內，使金屬摩擦表面不易發生粘著。而時，摩擦主要發生在膜內，使金屬摩擦表面不易發生粘著。而且由于一般情況下表面膜的剪切強度小于金屬的剪切強度，因且由于一般情況下表面膜的剪切強度小于金屬的剪切強度，因此摩擦系數較小。實際工作中常常在摩擦表面涂覆一層軟金屬此摩擦系數較小。實際工作中常常在摩擦表面涂覆一層軟金屬( (銦、銅、鉛等銦、銅、鉛等) )，其目的是降低摩擦系數，減少材料的磨損。，其目的是降低摩擦系數，減少材料的磨損。膜的厚度對摩擦系數影響很大。圖為銦膜厚度與摩擦系數的關膜的厚度對摩擦系數影響

60、很大。圖為銦膜厚度與摩擦系數的關系。摩擦系數有一極小值，小于此膜厚時，摩擦系數隨膜厚增系。摩擦系數有一極小值，小于此膜厚時，摩擦系數隨膜厚增加而降低；大于此膜厚時，摩擦系數反而隨膜厚增加而增大。加而降低；大于此膜厚時，摩擦系數反而隨膜厚增加而增大。47 現代機器設備中的摩擦副不少是處于高速、高溫或低溫、現代機器設備中的摩擦副不少是處于高速、高溫或低溫、真空等特殊工況條件下工作，其摩擦也就具有某些特殊性，真空等特殊工況條件下工作，其摩擦也就具有某些特殊性，因而也逐漸引起人們對特殊工況下摩擦副的研究興趣。因而也逐漸引起人們對特殊工況下摩擦副的研究興趣。 在航空、噴射技術、透平、運輸及金屬切削加工等