彼得·约斯特（Peter Jost）于1966年首次使用摩擦学一词来描述科学和技术研究，这些研究旨在了解相对运动的表面如何相互作用，以及这些相互作用对所涉及的材料的影响。从本质上讲，摩擦学始于对摩擦、磨损和润滑的研究。由于工业界对腐蚀、摩擦和磨损成本的担忧，摩擦学领域在世界各地呈指数级增长。虽然摩擦学传统上处理附着力、摩擦、润滑和磨损，但它已经扩展到包括生物摩擦学（由Duncan Dowson于1970年创造的一个术语，用于研究处理生物系统的摩擦学领域）、纳米摩擦学（研究纳米级附着力、摩擦、润滑和磨损的摩擦学分支）和绿色摩擦学。 绿色摩擦学是摩擦学更广泛领域中的一个分支，致力于就对环境的潜在负面影响保持生态平衡。绿色摩擦学旨在确保任何材料的摩擦和磨损不会对环境产生负面影响。它还涉及太阳能电池板、潮汐电池板和风力涡轮机。绿色摩擦学领域继续扩大，包括减少噪音污染以及节约能源和资源的研究，以提高地球上的生活质量。。 绿色摩擦学、绿色工程和绿色化学都旨在减少工业对环境和人类健康的负面影响。绿色工程更侧重于产品的实际设计，以尽量减少污染的产生，而绿色化学侧重于化工产品或工艺的设计，以尽量减少其对环境的有害影响。绿色摩擦学在本质上更具跨学科性，在其研究中融合了绿色工程和绿色化学概念。 “绿色摩擦学：原理、研究领域和挑战”(https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsta.2010.0200)Nosonovsky和Bhushan讨论了摩擦学、仿生（模拟生物化学过程的合成方法）和自润滑表面和材料、环境友好和可生物降解润滑以及可再生/可持续能源的三个主要方面。在Nosonovsky和Bhushan的“绿色摩擦学：原理，研究领域和挑战”（https://royalsocietypublishing.org/doi/pdf/10.1098/rsta.2010.0200）中，讨论了摩擦学，仿生学（模仿生化过程的合成方法）和自润滑表面和材料，环保和可生物降解的润滑以及可再生/可持续能源的三个主要方面。 在这三个领域的基础上，诺索诺夫斯基（Nosonovsky）和布尚（Bhushan）发展了绿色摩擦学的十二条原则。 前两个原则是热量和能量耗散最小化，磨损最小化。这些被认为是摩擦学中最重要的作用，因为它们属于绿色摩擦学。减少热量和能量耗散需要减少摩擦，而摩擦是造成损失的主要原因。减少摩擦和磨损是各行业的主要关注点，因为两者都会降低机械的效率和有效性，同时缩短所述机械的寿命。 润滑的概念是接下来四个原则的重点，减少或消除润滑和自润滑，鼓励使用天然和/或可生物降解的润滑，并遵循绿色化学和绿色工程原则。所有这些都旨在减少润滑剂对环境的负面影响。 表面是接下来四个原则的重点，采用仿生方法，使用表面纹理，观察表面涂层、纹理等对环境的影响，并改进表面和涂层的设计以尽量减少降解。这四个原则都强调了在对环境影响最小的情况下，生产模拟生物的表面和涂层的重要性。 最后，最后两个原则展望了绿色摩擦学的未来重点。第一个重点是监测和分析摩擦系统，以确保它们不会产生有危险或有害物质。第二个重点是强调开发可持续能源应用。 全球社会越来越重视绿色技术，这是朝着保护环境迈出的积极一步。

用于计算“风琴”板中的单原子滑移事件的起始配置的透视图。显示的原子块具有两个自由表面（上表面和下表面），并沿[100]和[010]方向周期性地重复。四分之一的原子被移除以提供材料的视图。由于沿[100]方向施加在顶面的中心原子上的力，整个构型略有扭曲。颜色表示原子的位移，|Δr|相对于中心（红色）原子的位移，|Δrmax|。由胡仁峰、余俞俞友友提供。克雷洛夫， 约斯特·弗伦肯[1] 摩擦通常与相互滑动的固体中振动的产生有关。从数学上讲，这些振动由两个固体中的声子描述，即振动本征模。在这里，我们面临着一个概念上的困难，因为固体之间的摩擦相互作用强烈局限于接触微凸体，而声子是固体作为一个整体的集体振动，声子没有任何局部性。如何将振动的局部激发和声子的非定域性质这两个方面合并为一个单一的、一致的观点？ 阿姆斯特丹纳米光刻技术高级研究中心的一个研究团队在最近的一份出版物中证明，答案简单而优雅。每次固体相互滑动时，都会同时产生一组声子——大量的声子，每个声子的波长不同。通过将其效应相加，这样的声子组合可以局部导致大位移和大速度，而在固体中的任何其他地方，声子都会产生破坏性干扰，并导致几乎零“作用”。分子动力学模拟和晶格动力学计算都证实了这一声子波包图。初始情况随时间迅速变化，因为声子的频率也不同。因此，通过声子的破坏性干扰，滑动微凸体位置的大初始振动位移迅速减少，声子之间随着时间的变化而失去同步。在该位置产生的运动接近临界阻尼。即使固体表现出绝对零的固有阻尼，也会出现这种阻尼特性，即当它们是完全谐波且它们的每个声子都有无限寿命时。正是这种基于干扰的近临界阻尼，使得运动滑动阶段的有效耗散足够快，以验证简单的黏滑模型，例如普朗特和汤姆林森的经典描述。 下面的视频显示了模型的设置。这部电影展示了阻尼运动，通过对协调相互作用原子的体心立方板的运动方程进行数值积分获得。沿其中一个方向观察周期性重复的超单体，中心表面原子呈红色。红色原子已沿x方向移动了固定距离，系统中的所有原子都相应地放松了位置，以最小化总能量。放松的配置是电影的出发点。在中心原子从其位移的起始位置释放后，电影表明，红色原子在少量振动周期内有效地静止，即使计算中绝对没有显式阻尼。为了更好的可见性，这部电影中的所有位移相对于其实际值被放大了20倍。 更多信息：胡仁峰、余谢尔盖。Krylov，Joost W. M. Frenken，On the Origin of Frictional Energy Dissipation，https://doi.org/10.1007/s11249-019-1247-7，Open Access。 引用 1.胡仁峰， 于谢尔盖.克雷洛夫，Joost W. M. Frenken，《论摩擦能量耗散的起源》，https://doi.org/10.1007/s11249-019-1247-7 胡等人的论文很有趣，但在我看来这种情况通常更为复杂，即他们的研究可能与超高真空中的原子力显微镜有关，但在大多数实际情况下，污染膜会导致更复杂的情况。我已经就此写了评论（提交给Tribology Letters），见：http://arxiv.org/abs/1912.07799

传统上，制动盘由具有层状石墨相的灰铸铁制成。其优点是具有良好的导热性、较高的热容量、相对较低的成本。缺点是，由于车辆中的制动盘持续承受高机械负载，因此材料会受到腐蚀和磨损。 盘式制动器与自行车上的制动器相似。使用盘式制动器时，制动片不会挤压车轮，但转子通过电缆以液压方式传递力。制动盘和制动片之间产生的摩擦力会减慢制动盘的速度。这些过程会使细小颗粒散布在整个环境中，并缩短制动盘的使用寿命。 目前用于保护制动盘的方法包括电镀和热喷涂。电镀涉及在制动盘上涂覆一层薄而耐用的另一种金属涂层。热喷涂包括在制动盘表面喷涂熔化或加热的材料。然而，事实证明，它们不仅效率低下，而且成本高昂。 然而，超高速激光材料沉积（EHLA）工艺非常适合制动盘涂层。EHLA工艺允许涂覆与用于制造制动盘本身的基材形成冶金结合的涂层。冶金结合是由于基材和涂层之间的化学结合而产生的，没有空隙或其他形式的不连续性。这些冶金结合非常牢固，因此在压力下不会使制动器碎裂或剥落。与传统工艺制备的涂层不同，EHLA制备的涂层没有任何裂纹，从而最大限度地减少了任何可能的碎屑或剥落。因此，制动盘的使用寿命更长，对环境和买家都有利。 EHLA工艺的另一个优点是能够使用多种材料，因此在汽车行业有许多应用。可以应用不同的涂层，以满足不同车辆部件的特定要求，并适应这些部件将承受的环境。 EHLA工艺的一个优点是，涂层材料直接用激光束熔化，使涂层过程更快。传统方法的处理速度约为几米/分钟，而EHLA处理速度为500米/分钟。因此，被涂覆的材料暴露在热中的时间要短得多。这种低热暴露阻止碳从制动器溶解到熔体中，防止涂层中形成任何孔隙和裂纹。这种气孔和裂纹的缺失减少了颗粒从制动盘上摩擦并进入环境的可能性。 另一个优点是，EHLA工艺产生的涂层比传统方法产生的涂层薄得多。涂层厚度从500微米降至10至250微米。这使得该工艺更经济可行，因为所需材料更少。此外，较薄的涂层提供了更平滑的表面，减少了任何剥落或剥落的可能性。 再一个优点是EHLA过程不含化学物质。这使得该过程对环境友好，这一概念对我们的全球社会越来越重要。 位于亚琛的HPL Technologies公司目前正在构建一个结合EHLA工艺的系统，以生产灰铸铁传统制动盘的涂层。 更多细节可以在这里找到：EHLA：极端高速激光材料沉积，Thomas Schopphoven，Andres Gasser，Gerhard Backes，https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/latj.201700020。

每个孩子都体验过静电的魔力。当他或她表演魔术时，眼睛会亮起来，用一个气球摩擦他的头发，然后气球粘在墙上。 静电实际上是材料表面或表面电荷的不平衡。电荷保持在原来的位置，直到它能够通过电流或放电离开。 虽然静电火花的测量值可以达到数千伏，但实际上它只包含一个小电流，并且只持续很短的时间。因此，它几乎没有能量或功率。虽然雷电是静电的一个有力例子，但70%以上被雷电击中的人幸存了下来。在干燥不潮湿的日子里，静电积聚得更快。它还导致金属围栏释放电荷，汽车的电气系统短路。作为回应，许多人开始携带金属链来对抗静电。 静电现象的知识已经存在2500多年了。米勒图斯的泰利斯（Thales of Miletus）在清理琥珀时发现了静电。然而，很少有人关注这一现象，也没有进行研究。17世纪，奥托·冯·盖瑞克（Otto von Guericke）创造了第一台摩擦发电机。后来库仑和法拉第进行了进一步的研究。本杰明·富兰克林将静电与风暴联系起来。然而，一直以来，没有人真正深入了解静电背后的过程。 根据“解决摩擦如何产生静电的长期谜团”这篇文章，西北大学的一个研究团队创建了一个模型，该模型证明静电是由两个物体表面上的微小微凸体弯曲而产生的。 所有材料，无论看起来多么光滑，实际上都具有粗糙的表面，表面覆盖着数量不确定的微小凹凸体。当两个表面相互摩擦时，这些微凸体弯曲并变形。研究小组确定，正是这些变形产生了电压，然后导致静电。这是柔性电效应，当电荷被分离时会发生。 该研究团队创建了一个基于赫兹的模型，该模型清楚地表明，由于表面特征的弯曲和变形而产生的电压足以引起静电。这项工作也有助于解释为什么当两个由相同材料制成的物体摩擦在一起时会产生电荷。 研究结果表明，摩擦电性、挠曲电性和摩擦力这三种力是相互关联的。摩擦电是由摩擦产生的电荷，或由于从一种材料流向另一种材料的电子碰撞而使不同物体和材料带电。摩擦电效应是指不同物体或材料相互摩擦以增加表面接触以产生电荷的过程。挠曲电是由于应变梯度引起的极化响应。摩擦是一个物体相对于另一个物体的运动阻力，或者是两个表面相互滑动时产生的阻力。摩擦不是基本力，而是存在于两个接触表面中的带电粒子之间的电磁吸引的结果。研究人员认为，这些发现将有助于更深入地了解如何在新技术中处理这些力量。 进一步信息：《柔磁电驱动摩擦电吗？》，C. A. Mizzi，A. Y. W. Lin，L. D. Marks，DOI：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.116103。

国家科技奖提名书网络版、纸质版提交以后，国奖办工作人员会对提名材料进行形式审查，未通过形式审查的项目将退出本年度国家科技奖的评审流程，自然没有获奖的可能性。 据统计，因不熟悉形式审查的规则，每年约有3-4%的项目止步于形式审查环节。因此顺利通过形式审查是国奖评审的第一步。 要顺利通过形式审查，报奖团队需要做到以下三点： 1、熟悉形式审查要点，避免触碰形式审查红线； 2、利用好国奖提名系统的“查重功能” 3、主要完成人做好自查，避免完成人重复报奖或不按间隔年限报奖。 附： 国家科学技术奖提名材料形式审查不合格内容 （2020年度） 为进一步提高国家科学技术奖励提名材料质量，便于提名者严格审查把关，现将2020年度形式审查不合格内容印发，请项目完成人、完成单位和提名者在填写和审查提名书时严格执行。形审不合格的项目不予提交评审。 一、国家自然科学奖项目形式审查不合格内容包括： 1. 所列主要发现点（含论文、专著等）曾获国家科学技术奖励或提交2019年度国家科学技术奖励评审但未获奖； 2. 所列代表性论文（专著）发表（出版）年限不足三年（即2017年1月1日之后发表（出版）； 3. 完成人是2018年或2019年国家自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖获奖项目的完成人（创新团队除外）；完成人是2020年国家自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖其他提名项目的完成人（含创新团队）； 4. 完成人不是代表性论文（专著）作者； 5. 代表性论文（专著）署名第一单位不是国内单位； 6. 未按要求签名盖章，或所盖公章与单位名称不一致：包括提名意见、主要完成人情况表、代表性论文（专著）目录中需要签名盖章的内容； 7.不符合《关于外国人作为国家自然科学奖、国家技术发明奖和国家科学技术进步奖候选人的补充说明》； 8. 必备附件未提交或不完整； 9. 其他不符合《国家科学技术奖励条例》等法规文件以及当年度提名工作通知要求的情况。 二、国家技术发明奖项目形式审查不合格内容包括： 1. 所列主要发明内容（含专利、论文等）曾获国家科学技术奖励或提交2019年度国家科学技术奖励评审但未获奖； 2. 项目整体技术未应用或应用不足三年（即2017年1月1日之后应用）；按规定需要行政审批的项目，未提交相关部门审批证明的，或者行政审批时间未满三年； 3. 完成人是2018年或2019年国家自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖获奖项目的完成人（创新团队除外）；完成人是2020年国家自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖其他提名项目的完成人（含创新团队）； 4. 前三位完成人不是“七、主要知识产权和标准规范等目录”所列授权发明专利的发明人（发明人少于三人时除外），或列入发明人均不是项目完成人的发明专利； 5. 未按要求签名盖章，或所盖公章与单位名称不一致：包括提名意见、主要完成人情况表、主要知识产权和标准规范等目录中需要签名盖章的内容； 6. 不符合《关于外国人作为国家自然科学奖、国家技术发明奖和国家科学技术进步奖候选人的补充说明》； 7. 必备附件未提交或不完整； 8. 通用项目填写涉密内容或标注密级材料； 9. 其他不符合《国家科学技术奖励条例》等法规文件以及当年度提名工作通知要求的情况。 三、国家科学技术进步奖项目形式审查不合格内容包括： 1. 所列主要创新内容（含专利、论文等）曾获国家科学技术奖励或提交2019年度国家科学技术奖励评审但未授奖（创新团队除外）；提交2019年度国家科学技术奖励评审但未授奖的创新团队； 2. 项目整体技术未应用或应用不足三年（即2017年1月1日之后应用）；未提供特殊需要的证明材料：包括土木建筑工程类项目未提交工程验收报告，或工程验收报告时间不满三年；按规定需要行政审批的项目，未提交相关部门审批证明，或者行政审批时间未满三年；科普作品出版时间不足三年（即2017年1月1日之后出版），或出版时间在2000年以前； 3. 完成人是2018年或2019年国家自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖获奖项目的完成人（创新团队除外）；完成人是2020年国家自然科学奖、技术发明奖、科技进步奖其他提名项目的完成人（含创新团队）； 4. 未按要求签名或盖章，或所盖公章与单位名称不一致：包括提名意见、主要完成人情况表、主要完成单位情况表、主要知识产权和标准规范等目录中需要签名盖章的内容； 5. 不符合《关于外国人作为国家自然科学奖、国家技术发明奖和国家科学技术进步奖候选人的补充说明》； 6. 必备附件未提交或不完整； 7. 通用项目填写涉密内容或标注密级材料； 8. 其他不符合《国家科学技术奖励条例》等法规文件以及当年度提名工作通知要求的情况。 四、国家最高科学技术奖提名材料形式审查不合格内容包括： 1. 未按要求签名或盖章，或所盖公章与单位名称不一致：包括提名意见、候选人工作单位意见中需要签名盖章的内容； 2. 未按要求提交相关附件； 3. 候选人曾参与过涉密项目研究工作，但其所在单位未提供加盖有效保密审查证明的； 4. 其他不符合《国家科学技术奖励条例》等法规文件以及当年度提名工作通知要求的情况。 五、中华人民共和国国际科学技术合作奖提名材料形式审查不合格内容包括： 1. 未按要求签名或盖章，或所盖公章与单位名称不一致：包括提名意见、国内主要合作单位情况表中需要签名盖章的内容； 2. 未按要求提交相关附件； 3. 其他不符合《国家科学技术奖励条例》等法规文件以及当年度提名工作通知要求的情况。

图 12-12 Si 尖端和金刚石基底的原子磨损示意图，来源：成像和理解原子级粘附和磨损：使用原位 TEM 进行定量研究，Tevis Jacobs，博士论文，第 151 页。 近几十年来，摩擦学领域对 发生在微米级和纳米级的摩擦 和 磨损过程产生了极大的兴趣。这种兴趣导致了摩擦学的一个新分支的发展，该分支专注于小规模现象—— 纳米摩擦学。随着这一领域的发展，可以通过微观和纳米尺度的过程来研究宏观层面的润滑、摩擦和磨损的奥秘。最近，出版了一本专门研究纳米级摩擦学的教科书：《小尺度摩擦学：关于摩擦、润滑和磨损的现代教科书》. 这本书的作者是来自工业界的表面科学家和物理学家 Mathew Mate 博士，以及摩擦学领域的两位著名科学家——物理学家和（纳米）摩擦学家 Robert Carpick 教授。作者专注于微观和纳米尺度的现象，并将这些过程与宏观摩擦学行为联系起来。这本新书实际上是 Mathew Mate 十多年前写的一本书（《小尺度摩擦学： 摩擦、润滑和磨损的自下而上方法》）的第二版。新版本对所有章节进行了广泛的修订和更新。 本书将研究人员或工程师在小规模摩擦学问题上或当小规模现象驱动宏观行为时所必需的信息集中在一个地方。教科书包含理论，但也包含与摩擦学领域相关的实例。最重要的是，这本书包含了一份有价值的参考资料清单，用于进一步的细节和练习问题的清单。对于那些对原子和分子尺度的摩擦学研究感兴趣的人来说，这本书可以作为初步的基础。 本书以导言章节开篇——概述了摩擦学科学、其经济和技术重要性、其历史和前景。作者详细讨论了摩擦学发现在减少汽车行业摩擦方面的成功应用、微机电系统 (MEMS)中粘着问题的解决方案以及硬盘驱动器设备的改进。本章确保读者对本书的主题充满热情。 自 1950 年代以来，人们认识到表面粗糙度在摩擦、粘附和磨损现象中起着关键作用。它是所有处理粗糙表面接触的接触模型的主要成分之一，因此不能低估该主题对摩擦学家的重要性。表面粗糙度本章介绍了测量表面粗糙度的方法，以及表征表面的各种方法。测量方法包括光学、电子显微镜、原子力显微镜、接触轮廓测量法和其他几种方法。本章详细讨论了这些方法的可能性和局限性。除了测量技术外，表面粗糙度表征是工业中处理摩擦学的研究人员和工程师的重要课题。本章描述了各种表面粗糙度参数，包括R_a, R_q和功率谱密度。还讨论了自仿射分形曲面。 图 2.5.不同尺度的粗糙度[1]。 固体的机械特性和实际接触面积一章讨论了接触体变形的起源，涵盖了弹性和塑性变形机制，并介绍了实际接触面积的概念——这是摩擦学中最重要但最具争议的概念之一。本章的最后一部分专门介绍粗糙表面的接触力学，其中介绍了著名的Greenwood、Williamson和 Persson 粗糙表面接触模型。这些模型允许将表面粗糙度、固体的机械特性和实际接触面积联系在一起。 摩擦是许多机械部件能量损失的根源，考虑到最近讨论的摩擦对气候变化的影响，摩擦学研究的这一领域从未如此重要。摩擦一章向读者介绍了该主题，涵盖了经典摩擦定律和关于摩擦起源的经典观点。Amonton 和 Coulomb 对三个经典摩擦定律的讨论开启了这一章，并使读者熟悉了摩擦系数的概念以及影响该参数的因素。动摩擦系数和静摩擦系数的区别从原子和分子的角度来解释。这里明确区分了干摩擦和润滑摩擦，因为它们的来源不同。介绍了干摩擦的两种主要机制：粘附和耕作。 表面力在纳米尺度上变得很重要，表面能和毛细管压力章节涵盖了这些现象对摩擦和粘附的影响。它从表面能、界面能、表面张力、粘附功和毛细管压力的定义开始。本书的这一部分还回答了为什么固体不像液体以及如何通过接触角测量获得（近似）固体表面能的问题。本章的最后一部分重点介绍粘附滞后及其机械和化学起源。 表面能产生表面力。源自表面能的表面力一章重点介绍了与干燥和潮湿环境中的这些量相关的各种理论。考虑平面球体的典型接触，并介绍和讨论 Derjaguin-Müller-Toporov 以及 Johnson-Kendal-Roberts 理论。本章的后半部分介绍毛细管压力及其对各种自然现象的影响。这包括沙堡的强度、埃及人在沙漠中运输沉重纪念碑时将水倒在沙子上的奥秘，以及普通家蝇在天花板上行走的能力。 图 6.12.公元前 1880 年 Djehutihotep 墓中的壁画描绘了一个巨大的雕像被 172 名男子拖过沙漠（Newberry 1895）。站在雪橇的前缘是一个人在雪橇前倒一种液体，推测是一种润滑剂，可以减少底部雪橇的摩擦力。 表面力的物理起源一章考虑了原子的相互作用。这些相互作用包括范德华力（取向力、感应力和分散力）、固体之间的液体介导力（溶剂化力、静电双层、水合排斥力、疏水性吸引力）以及由于接触带电和静电而上升的力。详细讨论了力的来源，并给出了各种情况的计算示例，包括平面宏观情况下的球体。考虑了 Hamaker 常数和使用 Hamaker 常数的粘附力计算。提出并讨论了接触带电的理论。 图 7.1.分子结合能的比较[1] 由于表面力在摩擦学接触中起着重要作用，因此需要测量这些力。测量表面力一章涵盖了使用力-位移方法测量这些力的基本概念。该方法允许以类似的方式测量法向力和切向力。表面力仪 (SFA) 和原子力显微镜 (AFM)从操作和设计原理开始详细讨论技术。列出了使用这两种最流行的设备进行测量的提示和技巧。描述了原子力显微镜操作的模式，以及原子力显微镜测量的例子。本章的最后一部分说明了使用 AFM 测量各种力，例如范德华力、短程力、毛细管力和摩擦力等等。 多年来， 润滑剂 一直被用于减少摩擦。润滑章节涵盖了这个经典的摩擦学主题。在本章的第一部分，考虑了基本的润滑概念：润滑方式、Stribeck 曲线、润滑类型。还考虑了粘度和剪切稀化及其对润滑的影响。本章的很大一部分专门讨论固体壁附近的润滑剂滑移。最后，讨论了几种类型的轴承。 狭窄部位的润滑 章节 专注于润滑理论中的最新概念。当滑动表面之间的空间变得非常小时——在几个分子层的范围内——润滑剂的行为会发生变化。特别考虑了三种情况：密闭液体、边界润滑以及存在毛细管压力和分离压力。密闭液体表现出从散装到增强粘度和类固体液体的性质转变。正如本章所讨论的，这些转变是由于液体分子的有序化而发生的，并导致粘度增加高达 10^6 倍。关于边界润滑机制，从分子的角度考虑了这种润滑机制的起源。此外，还介绍了抗磨添加剂的影响及其作用机制。在本章的最后一节中，考虑了毛细管力引起的润滑剂弯月面的上升。毛细管压力和分离压力的平衡提供了平衡，并奠定了计算半月板曲率半径的方法。 摩擦的原子起源 考虑了导致原子级摩擦的能量耗散机制。考虑了各种摩擦模型：鹅卵石、Frenkel-Kontorova、Prandtl-Tomlinson 模型。这些模型可用于描述原子尺度的摩擦接触。例如，Frenkel-Kontorova 模型预测存在无摩擦滑动，称为 超润滑性。超润滑状态只有在没有磨损、没有化学反应、没有冷焊的情况下才能实现，因此在工业环境中是无法实现的。本章介绍了几个超润滑示例。此外还讨论了几种摩擦机制：声子摩擦和电子摩擦。 图 12-12 Si 尖端和金刚石基底的原子磨损示意图，来源：成像和理解原子级粘附和磨损：使用原位 TEM 进行定量研究，Tevis Jacobs，博士论文，第 151 页。 本书的最后一章专门介绍了 Wear。 它以术语的定义和磨损后果的几个例子开篇：从灾难性故障到用于将硅晶片抛光到半导体工业中几埃粗糙度的技术。据确定，有超过 182 个方程式可以用来模拟磨损，但是，其中大部分是经验性的。最常见的模型之一是 Archard 的模型。本章推导了模型。本书的这一部分进一步介绍了各种磨损机制：分层磨损、塑性变形磨损、 粘附磨损、 磨料磨损和氧化磨损过程进行了描述。这些过程是实践中最常遇到的。原子磨损——逐个原子的磨损过程和磨损的过渡态理论是最近研究的理论。使用原子力显微镜可以很好地研究原子磨损。最后，本章以纳米尺度的硬度、塑性和断裂的讨论结束。 参考 小规模摩擦学：关于摩擦、润滑和磨损的现代教科书，第二版，C. Mathew Mate 和 Robert W. Carpick，牛津大学出版社，2019 年。 成像和理解原子级粘附和磨损：使用原位 TEM 进行定量研究，Tevis Jacobs，博士论文，宾夕法尼亚大学，2013 年。