摩擦磨损原理固体表面特性
摩擦原理课件固体摩擦详细
摩擦材料：包括金属、塑 料、橡胶等不同材质的摩 擦材料
测量仪器：包括力传感器、 位移传感器等用于测量摩 擦力的仪器
控制设备：包括计算机、 控制器等用于控制实验过 程的设备
辅助材料：包括润滑油、 清洁剂等用于维护实验设 备的材料
实验方法与步骤
准备实验材 料：固体材 料、摩擦力实 验条件、实
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固体摩擦的应用
机械工程中的摩擦应用
机械传动：利用摩擦力实现动 力传递和速度控制
制动系统：利用摩擦力实现车 辆的减速和停车
密封系统：利用摩擦力实现密 封效果防止泄漏
润滑系统：利用摩擦力实现润 滑效果减少磨损和能耗
交通工具中的摩擦应用
轮胎与地面的 摩擦：提供车 辆行驶的驱动
力
刹车系统中的 摩擦：通过摩 擦力使车辆减
验步骤等
进行实验操 作：按照实 验方案进行 实验操作记 录实验数据
分析实验结 果：对实验 数据进行分 析得出结论
撰写实验报 告：详细记 录实验过程、 实验结果、 实验结论等
实验总结： 总结实验经 验提出改进 建议为后续 研究提供参
考
实验结果与分析
实验目的：验证固体摩擦原理 实验方法：采用摩擦力测量仪进行测量 实验结果：摩擦力与接触压力、滑动速度、接触面积等因素有关 分析：摩擦力与接触压力成正比与滑动速度成反比与接触面积成正比 结论：固体摩擦原理在实验中得到验证为工程应用提供了理论依据
松开
橡皮擦：橡皮擦与纸张 的摩擦力使笔迹擦除
汽车轮胎：轮胎与地面 的摩擦力提供汽车前进
的动力
门锁：锁舌与锁孔的摩 擦力使门锁紧
笔尖：笔尖与纸张的摩 擦力使笔迹清晰
拉链：拉链与衣物的摩 擦力使拉链拉合
自行车链条：链条与齿 轮的摩擦力使自行车前
摩擦磨损原理1固体的表面特性
化学反应
表面氧化膜
氧化膜对金属的保护作用取决于氧化膜的内应力以及生 长速度：
（1）氧化膜的密度和金属相近：氧化膜能牢固覆盖在 金属表面。
（2）氧化膜的密度大于金属密度：氧化膜中易出现拉 应力，膜易破裂或出现多孔疏松膜。
（3）氧化膜的密度小于金属密度：随着氧化膜的生长， 膜的体积不断膨胀，在膜内形成平行于表面的压应力和 垂直于表面使膜脱离表面的拉应力，膜愈厚，内应力愈 大，膜易剥落。
物理吸附的作用力，是范得瓦尔斯（Vander Waals）分子力。范得瓦尔斯分子力是由于表面 原子与吸附原子之间的极化作用而产生的。这类 吸附能量较低，它不能改变吸附层分子的分布， 而且对介质一般无选择性，这种吸附对温度非常 敏感，热量可以使之脱吸，其吸附与脱吸是可逆 的。吸附能量小于l04J/mol。
•化学吸附于固体表面的强弱与固体表面和被吸附的物质特 性有关，如氧可以很强烈地吸附于铁或钛，但吸附于铜、 银等贵金属却很弱。 •化学吸附基本上是一单层过程。例如，在固体铁的表面一 旦吸附一层氧，这层氧不会长期停留在它开始吸附的位置 上，而是在表面发生氧原子和铁原子的重新排列——铁与 氧交换位置，直到表面能量达到最低状态时，交换终止。 这称之为再组建的化学吸附。
在表面的位置 配位数 表面所处晶面 配位数
角上原子
3
原子在(111)上
9
边缘原子
5
原子在(100)上
8
晶体表面原子的配位数与晶体的位向有关，面心立方晶体 不同位向表面，原子的配位数见表。
晶体表面原子不仅能量较高，而且还存在着许多缺陷。 这些缺陷不是静止、稳定不变的，而是随着条件的改变而 不断变化和交互作用的。它们对晶体表面的机械性能、物 理性能和化学性能有很大的影响。
摩擦学原理(第4章磨损理论)
1．机械类 由摩擦过程中表面的机械作用产生的磨损，包括磨粒磨损、表面塑性 变形、脆性剥落等，其中磨粒磨损是最普遍的机械磨损形式。 2．分子-机械类 由于分子力作用形成表面粘着结点，再经机械作用使粘着结点剪切所 产生的磨损，这类磨损的主要形式就是粘着磨损。 3．腐蚀-机械类 这类磨损是由介质的化学作用或电化学作用引起表面腐蚀，而摩擦中 的机械作用加速腐蚀过程，它包括氧化磨损和化学腐蚀磨损。
为了设计具有足够抗磨能力的机械零件和估算其磨损寿命，还必须 建立适合于工程应用的磨损计算方法。近年来通过对磨损状态和磨 屑分析以及对磨损过程的深入研究，提出了一些磨损理论，它们是 磨损计算的基础。磨损计算方法的建立必须考虑磨损现象的特征。 而这些特征与通常的强度破坏很不相同。
第四章 磨损机理
表4.1磨损类型
分类 磨损机理 1．粗糙峰变形或去除 2．犁沟导致的磨损 3．剥层磨损 主要由材料的机械行为引起的磨损 4．粘着磨损 5．磨料磨损 6．微动磨损 7．固体颗粒冲击引起的磨损 1．腐蚀磨损 2．氧化磨损 主要由材料的化学行为引起的磨损 3．扩散磨损 4．表面层溶解引起的磨损 5、高温下的粘着磨损 磨损常数K（范围） 10-4 10-4 10-4 10-4 10-2~10-1 10-6~10-4
第二篇 磨损理论
各种磨损形式有着不同的作用机理：
磨粒磨损主要是犁沟和微观切削作用； 粘着磨损过程与表面间分子作用力和摩擦热密切相关； 接触疲劳磨损是在循环应力作用下表面疲劳裂纹萌生和扩 展的结果； 而氧化和腐蚀磨损则由环境介质的化学作用产生。 接触面的塑性变形常常引起磨损，也就是说变形导致磨损， 化学作用也常能引起磨损。此外，有很多种磨损机理必 须利用机械学、热力学等学科的理论来分析。
摩擦磨损过程和磨损形式
摩擦磨损过程和磨损形式钱洪新[摘要]在机器的运转过程中,作相对运动的零件之间总是伴随着摩擦而产生磨损。
磨损通常是不希望出现的，它是消极的、不利的。
本文阐述了摩擦磨损过程；分析了摩擦的种类和摩擦磨损的四种基本形式；揭示了摩擦磨损的规律。
[关键词]摩擦磨损摩擦分类磨损形式磨损规律机器的运转都是由运动副零件的配合表面相对运动来实现的，而配合表面的相对运动必然伴随着摩擦而产生磨损。
在摩擦过程中，摩擦表面发生了尺寸、形状和表面质量的变化称为磨损。
摩擦磨损是发动机零件最常见的一种损伤形式，是机器缩短使用寿命、丧失工作能力、影响安全可靠工作的主要因素之一。
一、摩擦磨损过程摩擦磨损与摩擦表面形貌有关。
由于表面粗糙度的存在，两摩擦表面仅仅是在少数孤立点上发生接触，这时，法向载荷便由这些点上发生接触。
接触面积越小，法向应力越大。
当法向应力超过材料的屈服极限时，接触点就产生塑性变形。
在塑性变形的同时，接触点处金属表面上的氧化膜也被压碎或剪切掉。
这时，接触点金属分子间相互吸引力增大，有可能相互扩散而熔合在一起。
我们把熔合在一起的现象称为冷焊。
当相对运动继续进行时，由于剪切而使冷焊点破裂。
以后又在接触点发生塑性变形、冷焊和破裂，直到真实接触面积增大到足以支承法向载荷时为止。
这时，表面硬度增加了，表面粗糙度也有所提高了。
摩擦磨损过程是一个复杂的过程。
当金属产生塑性变形时，要释放热量，因此，在摩擦表面上的温度要比基体金属的温度高得多。
当温度高于再结晶温度时，因变形而引起的表面强化现象将消失；当温度继续升高时，金属被软化，摩擦表面金属分子相互粘结；当温度升高到相变温度，摩擦表面金属就会产生相变，强度和硬度也大大降低。
在摩擦磨损过程中，摩擦表面还要与周围介质起作用。
例如当氧化膜被压碎或前切后，裸露的金属表面迅速与氧气起化学反应，形成新的氧化膜。
氧化膜和基体金属的结合力较弱，容易被压碎或剪切。
另外，空气中的水分和润滑油中的硫分均能与摩擦表面起化学反应，产生化合物，加剧摩擦表面的磨损。
磨损及磨损理论
第一节 概 述
任何机器运转时，相互接触的零件之间都将因相对运动而产 生摩擦，而磨损正是由于摩擦产生的结果。由于磨损，将造成 表层材料的损耗，零件尺寸发生变化，直接影响了零件的使用 寿命。从材料学科特别是从材料的工程应用来看，人们更重视 研究材料的磨损。据不完全统计，世界能源的1／3～1／2消耗 于摩擦，而机械零件80％失效原因是磨损。
表表面面存存在在明明显显粘粘着着痕痕迹迹和和材材料料转转移移，，有有较较大大粘粘着着坑坑块，块在，高在速高重速 载重下载，下大，量大摩量擦摩热擦使热表使面表焊面合焊，合撕，脱撕后脱留后下留片下片片粘片着粘坑着。坑。
黏黏着着坑坑密密集集，，材材料料转转移移严严重重，，摩摩擦擦副副大大量量焊焊合合，，磨磨损急损剧急增剧加增，加， 摩摩擦擦副副相相对对运运动动受受到到阻阻碍碍或或停停止止。。 材材料料以以极极细细粒粒状状脱脱落落，，出出现现许许多多““豆豆斑斑””状状凹凹坑坑。。
所以磨损是机器最常见、最大量的一种失效方式。据调查轮，胎压联痕(SEM 邦德国在1974年钢铁工业中约有30亿马克花费在维修上，其5中000X) 直接由于磨损造成的损失占47%，停机修理所造成的损失与磨损 直接造成的损失相当，如果再加上后续工序的影响，其经济损失 还需加上10%一20%。
摩擦痕迹 (350X)
此时虽然摩擦系数增大，但是磨损却很小，材料迁移也不显著。通常 在金属表面具有氧化膜、硫化膜或其他涂层时发生轻微粘着摩损。
(2)涂抹:
粘着结合强度大于较软金属抗剪切强度，小于较硬金属抗剪切强度。 剪切破坏发生在离粘着结合面不远的较软金属浅层内，软金属涂抹在硬 金属表面。这种模式的摩擦系数与轻微磨损差不多，但磨损程度加剧。
（3）磨损比
接触摩擦磨损小总结
固体表面的接触（弹性接触和塑性接触）接触中，真实接触面积的大小与载荷成正比，（什么接触属性？塑性接触？弹性接触？）滑动摩擦定律：1. 摩擦力F 的大小与接触面间法向载荷成正比F W μ=2. 摩擦力的大小和名义接触面积的大小无关3. 动摩擦力的大小与滑动速度无关当法向载荷较大，使实际接触面积接近名义接触面积时，以及极硬材料与极软材料组成的摩擦副，摩擦力与法向载荷不满足正比关系。
对于弹性或粘弹性材料的摩擦，摩擦力与名义接触面积相关。
此外，许多材料的摩擦系数都随滑动速度和载荷的大小而变化。
对于具有确定的屈服极限的材料（金属材料），摩擦力的大小和名义接触面积无关。
若表面十分洁净、平整，则在相互接触的实际面积上将出现强烈的分子引力，此时摩擦力与名义接触面积有关。
此外，弹性材料和粘弹性材料的摩擦力和名义接触面积有关。
滑动摩擦理论——弹性界面分子—机械理论：/r A W μαβ=+/s r W A σ=，s σ屈服极限，/s μασβ=+Archard 弹性摩擦模型：仅有弹性变形的微凸体同样可以产生摩擦/b b a r F W W A pττμ===，b τ剪应力 根据赫兹接触得到的平均压力的公式， *2/31/3**2/31/3*3()44()3b a b R W E E W Rτπμτπ-== 则摩擦力*2/32/3*3()4b R F W E τπ= 评价磨损的定量指标比磨损率（specific wear rate ）：单位载荷（N ）及单位摩擦行程（m ）内的磨损体积（3/mm N m） 磨损系数（coefficient of wear ，w K ）： 摩擦副材料的体积磨损（V ，单位为3m ）和较软材料屈服应力（m P，单位为Pa ）之乘积对摩擦功（滑动距离与载荷的乘积）之比的无量纲数，即/()w m K VP Wl = 磨损因子K （wear factor ）：滑动轴承的径向线磨损（h ）除以名义接触压力（p ）与行程（s ）的乘积，即/()K h ps = Archard 磨损计算模型，针对黏着磨损提出，接触状态：塑性接触，基于以下假设：1. 微凸体相互作用时，会发生局部接触2. 真实接触面积正比于法向载荷3. 每个微凸体的接触是圆形的4. 金属微凸体发生塑性变形5. 接触是等温的聚乙烯在接触应力为12~15MPa 时，磨损严重，接触应力达到12MPa 时，产生局部塑性变形。
7-材料磨损与耐磨材料(第3章粘着磨损)4详解
在以后的摩擦过程中，附着物碾转于对磨件的表面之 间，有些粘附物在反复的摩擦中可能由金属表面脱落下 来→磨屑。
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§3.1.1 粘着磨损的概念
粘着磨损也称咬合(胶合)磨损。磨损产物通常呈小 颗粒状，从一物体表面粘附到另一个物体表面上，然 后在继续的摩擦过程中，表面层发生断裂，有时还发 生反粘附．即被粘附到另一个表面上的材料又回到原 来的表面上，这种粘附反粘附往往使材料以自由磨屑 状脱落下来。粘着磨损产物可以在任意的循环中形成。 粘着以后的断裂分离，并不一定在最初的接触表面产 生。
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Chapter 3: 材料的磨损机理
图(d)为腐蚀磨损。它的主要特征是磨损表面有化 学反应膜或小麻点，但麻点比较光滑。磨损物为簿的 碎片或粉末，典型工件如船舶外壳、水力发电的水轮 机叶片等。
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Chapter 3: 材料的磨损机理
• §3.1 • §3.2 • §3.3 • §3.4 • §3.5 • §3.6
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§3.1 粘着磨损
• §3.1.1 粘着磨损的概念 • §3.1.2 粘着磨损一般规律 • §3.1.3 粘着磨损分类 • §3.1.4 粘着磨损表达式与定律 • §3.1.5 影响粘着磨损的因素
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Hale Waihona Puke §3.1.2 粘着磨损一般规律
• 粘着磨损过程一般分为三个阶段： (1)跑合阶段亦称 磨合阶段(磨合磨损阶段)； (2)稳定磨损阶段； (3)急 剧磨损阶段亦称破坏磨损阶段。如下图所示：
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§3.1.3 粘着磨损分类
第一类胶合的相关因素： • 材料性能（表面物性、表面化性、表面力性）；
• e.g.强度、塑性、韧性、氧化性等
固体表面与接触特性综述
固体表面与接触特性综述固体表面与接触特性摘要：简要介绍了固体表面的几何特性包括表面波纹度、表面粗糙度和支撑面积曲线，固体表面的物理物理与化学特性，接触表面间的相互作用与接触面积，接触力学和接触变形。
关键词：固体表面，几何特性，物理特性，化学特性，接触特性1 固体表面特性摩擦磨损是在相互接触的物体表面进行的，因此研究接触体摩擦表面的性质是研究摩擦磨损的基础。
[1]固体的表面性质主要包括两方面的内容，即表面形貌与表面组成。
前者着重研究表面的形状，后者着重研究表面的结构及表面的物理、化学性质。
1.1 固体表面几何特性1.1.1表面波纹度表面波纹度是零件表面周期性重复出现的一种几何形状误差，波纹度有两个重要参数即波高h和波距s 。
波高h表示波峰与波谷之间的距离，波距s表示相邻两波形对应点的距离。
表面波纹度会减少零件实际支承表面面积，在动配合中会引起零件磨损加剧。
[1]表面波纹度通常是由于机加工时不均匀的进刀、不均匀的切削刀或机床的振动引起的。
[2]1.1.2 表面粗糙度表面粗糙度不像表面波纹度那样具有明显的周期性，其波距和波高均较小，常用下列指标对表面粗糙度进行评定：（1）轮廓算数平均偏差Ra（2）均方根偏差Rq（3）微观不平十点高度Rz（4）轮廓最大高度Rmax[3]不同形状和轮廓的表面用上述不同方法测得的粗糙度值也不同．但在一定程度上，它们之间可以相互换算。
以上参数仅能说明表面轮廓在高度方向的偏差，不能说明表面凸峰的形状、大小和分布状况等待性。
因此还需要有其它参数如微凸体的峰顶曲率半径、微凸体的坡度、密度以及支承面积等来加以描述[4]。
1.1.3 支撑面积曲线支承面积曲线不仅能表示粗糙表层的微凸体高度的分布，而且也能反映摩擦表面磨损到某一程度时，支承面积的大小[5]。
支撑面积曲线主要用于计算实际接触面积。
在标准长度1的轮廓线上，做与中线平行的一系列直线，将各条平行线截取的轮廓图形中微凸体的长度相加，分别画在轮廓图的右边。
摩擦学第五章磨损ppt课件
实际的磨损现象大都是多种类型磨损同时存在；或磨损状态随工 况条件的变化而转化。
摩擦学第五章磨损
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第二节 粘着磨损
一、定义及其过程
1、定义：
(1) 在摩擦副中，相对运动的摩擦表面之间，由于粘着现象产生材料转移
此外，磨损率与滑动速度无关。
摩擦学第五章磨损
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金属的粘着磨损的磨损系数
润滑状况 相同 无润滑 15X10-4
金属/金属
相容
部分相容和 部分不相容
不相容
金属/ 非金属
5X10-4
1X10-4 0.15X10-4 1.7X10-6
润滑不良 30X10-5 10X10-5
润滑良好 润滑极好
30X10-6 10X10-7
假定磨屑半径 ，产生磨屑的概率 ，则滑动 距离磨损体积：
摩擦学第五章磨损
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分析
粘着磨损的体积磨损率与法向载荷N (或正压力p)成正比，而与软金属材 料的屈服强度(或布氏硬度HB值)成反比。
当正压力
时，会使磨损加剧，产生胶合或咬死。
因此，在设计时应保证正压力不超过材料的布氏硬度的三分之一。
体积磨损率随着粘着磨损的磨损系数的增大而增大，而后者主要取决于摩 擦表面的润滑状况和两滑动金属相互牢固地粘着的趋向。
相溶性好的材料 材料塑性越高，粘着磨损越严重
脆性材料的抗粘着能力比塑性材料高 脆性材料：正应力引起，最大正应力在表面，损伤浅， 磨屑也易脱落，不堆积在表面。 塑性材料：剪应力引起，最大剪应力离表面某一深度， 损伤深。
摩擦学第五章磨损
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三、防止和减轻粘着磨损的措施
表面磨损表面磨损如何影响材料的摩擦特性
表面磨损表面磨损如何影响材料的摩擦特性表面磨损对材料摩擦特性的影响摩擦学旨在研究固体直接接触面之间的相互作用及其对物体运动和能量转换的影响。
而材料表面磨损是影响摩擦学的主要因素之一。
在此文中，我们将讨论表面磨损及其对材料摩擦特性的影响，探索这一现象背后的原因与机制。
1. 表面磨损的原因表面磨损是指材料表面在与其他材料直接接触过程中，由于外力作用下接触面之间的相互摩擦而先后逐渐失去材料表面一定制造精度的过程。
表面磨损的原因有以下几种：1.1 机械磨损机械磨损是指材料表面在接触的瞬间受到较大压力的冲击而产生的变形和疲劳，逐渐会出现裂纹并失去材料表面的一定制造精度的过程。
1.2 粒子磨损粒子磨损是指材料表面与空气中的固体颗粒或者与其他固体材料摩擦接触时，受到颗粒强烈物理作用或者化学反应作用，逐渐失去材料表面的一定制造精度的过程。
1.3 化学磨损化学磨损是指材料表面与其他物质反应的结果，会因化学作用而失去材料表面的制造精度，主要包括材料表面的氧化、腐蚀、脱合、酸碱腐蚀等现象。
2. 表面磨损对摩擦系数的影响表面磨损与摩擦系数的变化相互关联，最终会影响材料的摩擦特性，具体影响如下：2.1 摩擦系数的增加当材料表面磨损后，摩擦系数会随着磨损程度的增加而增加。
这是因为磨损过程中材料表面的几何形状发生了变化，表面的粗糙度增加，表面实际接触面积减小，接触应力增加等因素导致表面摩擦系数的增加。
2.2 摩擦系数的减少表面磨损程度逐渐加剧，表面的材料质量会逐渐降低，材料的表面化学变化也会发生变化，导致材料摩擦系数的降低。
当表面磨损程度逐渐加剧时，表面磨损降低了接触面积的粗糙度，减小表面的接触应力，降低表面的摩擦系数等原因会导致摩擦系数降低的现象出现。
3. 如何降低表面磨损对摩擦特性的影响表面磨损降低了材料的摩擦特性和材料表面制造的精度，为了降低表面磨损对摩擦特性的影响，可以采取以下措施：3.1 修改表面材质通过对表面材料的改变，可以降低表面磨损的程度及速度，从而减少表面磨损对摩擦系数的影响。
摩擦、磨损简介
磨损基本概念磨损是零部件失效的一种基本类型.通常意义上来讲,磨损是指零部件几何尺寸〔体积〕变小.零部件失去原有设计所规定的功能称为失效.失效包括完全丧失原定功能；功能降低和有严重损伤或隐患,继续使用会失去可靠性及安全性和安全性.1、磨损的分类:按照表面破坏机理特征,磨损可以分为磨料磨损、粘着磨损、表面疲劳磨损、腐蚀磨损和微动磨损等.前三种是磨损的基本类型,后两种只在某些特定条件下才会发生.磨料磨损：物体表面与硬质颗粒或硬质凸出物〔包括硬金属〕相互摩擦引起表面材料损失.粘着磨损：摩擦副相对运动时,由于固相焊合作用的结果,造成接触面金属损耗.表面疲劳磨损：两接触表面在交变接触压应力的作用下,材料表面因疲劳而产生物质损失.腐蚀磨损：零件表面在摩擦的过程中,表面金属与周围介质发生化学或电化学反应,因而出现的物质损失.微动磨损：两接触表面间没有宏观相对运动,但在外界变动负荷影响下,有小振幅的相对振动〔小于100μm〕,此时接触表面间产生大量的微小氧化物磨损粉末,因此造成的磨损称为微动磨损2、表征材料磨损性能的参量为了反映零件的磨损,常常需要用一些参量来表征材料的磨损性能.常用的参量有以下几种：<1>磨损量由于磨损引起的材料损失量称为磨损量,它可通过测量长度、体积或质量的变化而得到,并相应称它们为线磨损量、体积磨损量和质量磨损量.<2>磨损率以单位时间内材料的磨损量表示,即磨损率I=dV /dt <V为磨损量,t为时间〕.<3>磨损度以单位滑移距离内材料的磨损量来表示,即磨损度E=dV/dL <L为滑移距离〕.<4>耐磨性指材料抵抗磨损的性能,它以规定摩擦条件下的磨损率或磨损度的倒数来表示,即耐磨性=dt/dV或dL/dV.<5>相对耐磨性指在同样条件下,两种材料〔通常其中一种是Pb-Sn合金标准试样〕的耐磨性之比值,即相对耐磨性εw=ε试样/ε标样.摩擦基本概念当物体与另一物体沿接触面的切线方向运动或有相对运动的摩擦趋势时,在两物体的接触面之间有阻碍它们相对运动的作用力,这种力叫摩擦力.接触面之间的这种现象或特性叫"摩擦".摩擦有利也有害,但在多数情况下是不利的,例如,机器运转时的摩擦,造成能量的无益损耗和机器寿命的缩短,并降低了机械效率.因此常用各种方法减少摩擦,如在机器中加润滑油等.但摩擦又是不可缺少的,例如,人的行走,汽车的行驶都必须依靠地面与脚和车轮的摩擦.在泥泞的道路上,因摩擦太小走路就很困难,且易滑倒,汽车的车轮也会出现空转,即车轮转动而车厢并不前进.所以,在某些情况下又必须设法增大摩擦,如在太滑的路上撒上一些炉灰或沙土,车轮上加挂防滑链等.3．〔个人或党派团体间〕因彼此厉害矛盾而引起的冲突.|| 也作磨擦.摩擦种类摩擦的类别很多,按摩擦副的运动形式摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦,前者是两相互接触物体有相对滑动或有相对滑动趋势时的摩擦,后者是两相互接触物体有相对滚动或有相对滚动趋势时的摩擦；按摩擦副的运动状态摩擦分为静摩擦和动摩擦,前者是相互接触的两物体有相对运动趋势并处于静止临界状态时的摩擦,后者是相互接触的两物体越过静止临界状态而发生相对运动时的摩擦；按摩擦表面的润滑状态,摩擦可分为干摩擦、边界摩擦和流体摩擦.摩擦又可分为外摩擦和内摩擦.外摩擦是指两物体表面作相对运动时的摩擦；内摩擦是指物体内部分子间的摩擦.干摩擦和边界摩擦属外摩擦,流体摩擦属内摩擦.干摩擦摩擦副表面直接接触,没有润滑剂存在时的摩擦.常用库仑摩擦定律表达摩擦表面间的滑动摩擦力F、法向力N和摩擦系数f间的关系：f=F/N.钢对钢的f值在大气中约为0.15～0.20,洁净表面可达0.7～0.8.根据英国的F.P.鲍登等人的研究,极为洁净的金属〔表面上的气体用加热、电子轰击等方法排除〕在高真空度的实验条件下,表面接触处被咬死,f值可高达100.这种极为洁净的金属表面一旦与大气相接触便立即被污染或氧化,从而使f值显著下降.静摩擦的测定方法有倾斜法和牵引法.①倾斜法：把重力为N的欲测物体放在对偶材料的斜面上,逐渐增加斜面的倾角,测得物体开始滑动时的倾角θ<摩擦角>,由此求得摩擦系数f=tgθ.②牵引法：把重力为N 的欲测物体放在对偶材料的平面上,以力P牵引,物体开始滑动时的力F就是最大的静摩擦力〔此时F=P〕,由此求得摩擦系数f=F/N.接触面粗糙程度决定摩擦力大小动摩擦可在各类型试验机上〔如往复式摩擦磨损试验机、旋转圆盘-销式摩擦磨损试验机和四球式摩擦试验机〕测定,为此在试验机上装设测定摩擦力或摩擦力矩的机构,先测出摩擦力,而后换算出摩擦系数.常见的测量方法有杠杆法、弹簧法和电测法等.测定时需要确保清洁,否则会影响所测的摩擦力.边界摩擦和流体摩擦边界润滑状态下的摩擦称为边界摩擦.边界摩擦系数低于干摩擦系数.边界摩擦状态下的摩擦系数只取决于摩擦界面的性质和边界膜的结构形式,而与润滑剂的粘度无关.流体润滑状态下的摩擦称为流体摩擦.这种摩擦是流体粘性引起的.其摩擦系数较干摩擦和边界摩擦为低.。
摩擦磨损基本原理
4.犁沟效应
犁沟效应是硬金属的粗糙峰嵌入软金属后，在滑 动中推挤软金属，产生塑性流动并划出一条沟槽。 犁沟效应的阻力是摩擦力的组成部分，在磨粒磨损 和檫伤磨损中，为主要分量。
硬金属表面的粗糙峰由许多半角为θ 的圆锥体组成，在法向载荷作用下，硬 峰嵌入软金属的深度为h，滑动摩擦时， 只有圆锥体的前沿面与软金属接触。 接触表面在水平面上的投影面积A =πd2/8； 在垂直面上的投影面积S=dh/2。 如果软金属的塑性屈服性能各向同性，屈服极限为σs，于是 法向载荷W和犁沟力Pe 分别为
定律三：摩擦系数与滑动速度无关。虽然对于金属材料基 本符合，而对粘弹性显著的弹性材料，摩擦系数则明显与滑 动速度有关。
特别注意：在古典摩擦定律中，摩擦系数µ是一个常数。 大量的试验指出，很难确定某种摩擦副固定的摩擦系数， 仅在一定的环境(湿度温度等)和工况(速度和载荷等)下，对 于一定的材质的摩擦副来说，µ才有可能是一个常数。如在 正常的大气环境下，硬质钢摩擦副表面的µ为0.6，但在真 空下，其µ可达到2.0。 因此，通过摩擦试验测得试样的摩擦系数时，必须注明 试验条件，否则所得的试验数据没有意义。
a.金属的整体机械性质：如剪切强度、屈服极限、硬度、弹 性模量等，都直接影响摩擦力的粘着项和犁沟项。 b. 晶态材料的晶格排列：在不同晶体结构单晶的不同晶面 上，由于原子密度不同，其粘着强度也不同。如面心立方晶 系的Cu的(111)面，密排六方晶系的Co的(001)面，原子密度 高，表面能低，不易粘着。
对金属间的摩擦而言，主要是粘着作用，其次是“犁沟”作用。 而材料的弹性变形引起的能量消耗很小，因而对总摩擦阻力的 影响很小，故可忽略不计，因此摩擦阻力可用下式表达：
F = F 剪 + F犁
摩擦学材料研究方法高分子材料摩擦学 第4章 磨损特征与机理
Km-与材料性质有关的系数；α-常数；f-摩擦系数； β-表面膜相关的系数；σs-受压屈服极限
材料磨损体积与滑动积累距离成正比 在达到临界载荷之前，材料磨损体积与载荷成正比 材料磨损体积与较软材料的屈服极限或硬度成反比
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4.2.1 粘着磨损
干摩擦下,粘着磨损现象
➣ 磨屑不是只在硬度较低一方的摩擦面生成，硬度较高一方的摩擦面 也会产生磨屑； ➣ 磨屑组成是两摩擦面材料的混合物； ➣ 真 实 接 触 部 位 的 长 度 范 围 是 1 0 -3- 1 0-2m m ， 磨 屑 的 长 度 范 围 是
粘着磨损
磨粒磨损
疲劳磨损
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4.1 磨损及其分类
➣ 腐蚀磨损(corrosive wear)：摩擦面和气体、液体环境发生化学反应而产生 的磨损。 ➣ 侵蚀磨损(erosion wear)：含有硬颗粒的流体相对于固体运动，使固体表面受 到冲蚀作用而产生的磨损。 ➣ 微动磨损(fretting wear)：两接触表面作微振幅重复摆动所引起的磨损。微 动磨损是一种微动疲劳与微动腐蚀并存的复合式磨损。
卸载时
假设接触部位的压缩应力等于材料的屈服应力σs，且转移粒子是直径为d的半球，
转移粒子和摩擦面单位面积上所相当的粘着能量为WAB，伴随着转移的粘着能量 转移粒子从摩擦面上脱落成为磨屑的条件是Ee≧Ea，此时转移粒子的直径
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4.2.1 粘着磨损
磨屑尺寸 磨屑粒子的直径 d≧(6EWAB/υ2σs2)
磨 损
侵蚀磨损
由介质的化学作用 引起表面腐蚀， 而摩擦中的机械 作用加速腐蚀过 程-腐蚀机械类
微动磨损
腐蚀磨损
械类
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4.1 磨损及其分类
在实际的磨损现象中，通常是几种形式的磨损同时存在，而且一种磨损 发生后往往诱发其他形式的磨损。 磨屑 疲劳磨损 磨粒磨损 腐蚀磨损
固体表面与接触特性综述
固体表面与接触特性摘要：简要介绍了固体表面的几何特性包括表面波纹度、表面粗糙度和支撑面积曲线，固体表面的物理物理与化学特性，接触表面间的相互作用与接触面积，接触力学和接触变形。
关键词：固体表面，几何特性，物理特性，化学特性，接触特性1 固体表面特性摩擦磨损是在相互接触的物体表面进行的，因此研究接触体摩擦表面的性质是研究摩擦磨损的基础。
[1]固体的表面性质主要包括两方面的内容，即表面形貌与表面组成。
前者着重研究表面的形状，后者着重研究表面的结构及表面的物理、化学性质。
1.1 固体表面几何特性1.1.1表面波纹度表面波纹度是零件表面周期性重复出现的一种几何形状误差，波纹度有两个重要参数即波高h和波距s 。
波高h表示波峰与波谷之间的距离，波距s表示相邻两波形对应点的距离。
表面波纹度会减少零件实际支承表面面积，在动配合中会引起零件磨损加剧。
[1]表面波纹度通常是由于机加工时不均匀的进刀、不均匀的切削刀或机床的振动引起的。
[2]1.1.2 表面粗糙度表面粗糙度不像表面波纹度那样具有明显的周期性，其波距和波高均较小，常用下列指标对表面粗糙度进行评定：（1）轮廓算数平均偏差Ra（2）均方根偏差Rq（3）微观不平十点高度Rz（4）轮廓最大高度Rmax[3]不同形状和轮廓的表面用上述不同方法测得的粗糙度值也不同．但在一定程度上，它们之间可以相互换算。
以上参数仅能说明表面轮廓在高度方向的偏差，不能说明表面凸峰的形状、大小和分布状况等待性。
因此还需要有其它参数如微凸体的峰顶曲率半径、微凸体的坡度、密度以及支承面积等来加以描述[4]。
1.1.3 支撑面积曲线支承面积曲线不仅能表示粗糙表层的微凸体高度的分布，而且也能反映摩擦表面磨损到某一程度时，支承面积的大小[5]。
支撑面积曲线主要用于计算实际接触面积。
在标准长度1的轮廓线上，做与中线平行的一系列直线，将各条平行线截取的轮廓图形中微凸体的长度相加，分别画在轮廓图的右边。
摩擦磨损基本原理
摩擦磨损基本原理摩擦磨损是指两个接触的物体之间由于相对运动而产生的表面损伤现象。
摩擦磨损是一种普遍存在的现象，对于润滑技术、材料科学、机械工程等领域具有重要意义。
摩擦磨损的基本原理涉及到力学、热学、接触力学、表面科学等多个学科的知识。
摩擦磨损的基本过程可以概括为接触、破坏和脱落三个阶段。
在接触过程中，两个物体表面因为施加的外力而发生相互接触。
接触区域的应力和应变随着施加的力的增大而增加，而且还受到表面形貌、材料硬度等参数的影响。
随着外力增大，接触区域的变形加大，产生摩擦力，使得物体相对运动。
摩擦力对磨损的贡献主要通过两个方面：一是由于摩擦力的作用，使得接触区域的局部温度升高，导致材料处于高温和高应力状态，从而容易发生热疲劳、塑性变形和相变等现象。
这些过程都会导致表面产生裂纹、变形和疲劳剥落等磨损现象。
二是由于摩擦力的作用，使得接触区域的材料发生塑性流动和磨粒切削现象。
这些过程会导致材料的变形和脱落，从而造成表面的磨损。
在摩擦磨损的研究中，磨损机理的理论模型被广泛运用。
其中，最基本的模型是Archard模型，该模型认为磨损量与应力、相对滑动距离和材料的硬度等参数有关。
这个模型的关键假设是磨损过程中的材料脱落量与实际接触面积成正比。
基于此模型，许多研究进一步提出了考虑表面形貌、摩擦力、温度效应和润滑剂的改进模型。
另外，摩擦磨损也与材料的物理化学性质密切相关。
例如，摩擦磨损中的表面氧化和化学反应会使材料表面的性质发生变化，从而影响磨损机理。
一些研究表明，表面的硬度和化学反应等特性会影响摩擦磨损的发展。
此外，润滑剂也是影响摩擦磨损过程的重要因素。
润滑剂通过减少表面间的摩擦力和热量生成，降低了材料表面的磨损。
摩擦磨损的研究和控制对于提高机械零部件的寿命和可靠性具有重要意义。
通过优化材料硬度、润滑剂的选择和设计更好的表面形貌等手段，可以减少摩擦磨损的发生。
此外，对于特定工况下的摩擦磨损问题，还可以采用更先进的摩擦材料、表面处理技术和涂层技术等措施来提高材料的耐磨性能。
第2章 固体表面的特征
• 固体的表面特性 • 表层的结构 • 金属材料的内部结构特征 • 固体的表面几何形貌 • 原子力显微镜
2.1、 固体的表面特性
固体表面是指固体气或固液体界面，具有很复 杂的结构和特性。影响实际接触面积、摩擦、 磨损和润滑性能，也影响光学、导电、传热、 着色和外观。 三个基本特征：
(3) 表面粗糙度的评定参数
(3.1)表面粗糙度标准有:
《产品几何技术规范 表面结构 轮廓法 表面结构的术 语、定义及参数》（GB/T 3505-2000）
《表面粗糙度 参数及其数值》（GB/T1031-1995） 《机械制图 表面粗糙度符号、代号及其注法》（GB/T 131-1993）
表面粗糙度的评定参数
宏观几何形状 λ>10mm
几何形状误差
表面波度 1mm< λ<10mm
表面粗糙度 λ<1mm
(2)表面粗糙度对互换性的影响
表面粗糙度直接影响产品的质量，对零件表面许多功 能都有影响。其主要表现 ：
1. 配合性质 2. 耐磨性 3. 耐腐蚀性 4. 抗疲劳强度 为保证零件的使用性能和互换性，在零件几何精度设 计时必须提出合理的表面粗糙度要求。
1）轮廓算术平均偏差Ra 轮廓算术平均偏差是指在一个取样长度内,轮廓偏距
z(x)绝对值的算术平均值。
参数
Ra
幅值参数 - Ra
参数
Ra Ra Ra
Ra
幅值参数 – Ra的限制
表面粗糙度的评定参数
2）均方根粗糙度Rq(rms) 均方根粗糙度为测量区域高度的各点偏离
该区域平均高度位置的均方根值。
Rq 1 L z2dx
驱动箱 60/120/200mm行程(X)
汽车维修工程第二章 汽车零部件损伤机理分析(动画4个)
第五节 零件的腐蚀与气蚀
腐蚀是指金属受周围介质的作用而引起破坏的现象。 一、零件的腐蚀 零件腐蚀按其机理可分为化学腐蚀和电化学腐蚀。 电化学腐蚀：金属表面与周围介质发生电化学作用而 有电流产生的腐蚀。 二、零件的气蚀 1. 气蚀的含义 气蚀（亦称穴蚀）是当零件与液体接触并有相 对运动时，零件表面出现的一种破坏现象。
四、表面疲劳磨损 1. 定义及分类
两接触面作滚动或滚动滑动复合摩擦时，在循环接触应力的作用 下，使材料表面疲劳而产生物质损耗的现象叫作表面疲劳磨损。 分为非扩展性和扩展性两类。
2. 表面疲劳磨损的机理
表面疲劳磨损是疲劳和摩擦共同作用的结果，其失效过程可分为两个阶段： ⑴疲劳核心裂纹的形成； ⑵疲劳裂纹的发展直至材料微粒的脱落。 对表面疲劳磨损初始裂纹的形成，有下述几种理论： 最大剪应力理论 － 裂纹起源于次表层； 油楔理论 － 裂纹起源于摩擦表面；（滚动带滑动的接触） 硬化过渡层破坏理论－裂纹起源于硬化层与芯部过度区；
7. 疲劳裂纹的产生和发展阶段及断口的三个区域；
8. 理解气蚀产生的机理； 9. 掌握电子元件的损伤类型及其故障的特点。
第一节
摩擦学基础
一、固体表面性质及接触面积 宏观形状误差 １. 表面形貌 表面波纹度 表面粗超度 ２. 金属表面物质
３. 表面接触面积
二、摩擦的定义和分类
表面形貌两个相互接触的物体在外力作用下发生相对运动或具有相对运动趋势 时在接触面间产生切向运动阻力，这种阻力叫摩擦阻力，而这种现象称之为摩擦。 摩擦的分类，如下表：
分类依据类型举例按摩擦副运动状态静摩擦动摩擦按摩擦副运动形式滑动摩擦活塞与活塞环在汽缸孔的往复运动滚动摩擦滚动轴承滚柱滚珠与内外圈滚道表面间的摩擦按摩擦副表面的润滑状况固体摩擦干摩擦汽车离合器制动器液体摩擦桶面活塞环与汽缸壁轴颈与轴瓦边界摩擦发动机活塞环与缸套上部配汽机构凸轮与挺杆齿轮传动副的齿面混合摩擦凸轮轴凸轮与气门挺杆表面间齿轮传动机构轮齿表面所发生的摩擦1
机械工程中的摩擦和磨损分析
机械工程中的摩擦和磨损分析摩擦和磨损是机械工程中一个非常重要的问题，在各个领域都有广泛的应用。
机械部件的摩擦和磨损不仅会减少机械系统的寿命，还可能导致不必要的故障和损失。
因此，对于摩擦和磨损行为的分析和理解对于设计和维护高性能的机械系统非常关键。
首先，我们来讨论一下摩擦的基本原理。
摩擦是指两个物体在接触面上相对运动时产生的阻力。
摩擦力的大小与接触面的性质、润滑状况以及施加在物体上的压力有关。
光滑的表面和适当的润滑可以减少摩擦力，从而降低能量损失和机械磨损。
摩擦力的大小也与物体间的形状和表面粗糙度有关。
在机械系统中，摩擦的控制和管理是非常重要的。
一方面，适当的摩擦力可以确保机械部件的稳定性和可靠性。
另一方面，过高的摩擦力会导致能量损耗和磨损加剧。
因此，我们需要对摩擦力进行合理的控制。
然而，机械部件在运行过程中难免会出现磨损现象。
磨损是由于相对运动的机械部件表面之间的接触而引起的，通常也与摩擦有关。
磨损会导致机械部件尺寸减小、表面质量下降、性能下降甚至故障。
因此，磨损的分析和评估对于确保机械系统的正常运行非常重要。
了解磨损的机理是进行磨损分析的基础。
磨损通常可以分为三种基本类型：磨粒磨损、痕迹磨损和表面磨损。
磨粒磨损是由于夹杂物或异物在接触面间形成摩擦而划伤表面的现象。
痕迹磨损是由于固体颗粒在摩擦过程中刮伤表面所引起的。
表面磨损则是由于两个表面直接接触导致的落料、刮擦或剪切。
我们有多种分析方法来研究摩擦和磨损现象。
其中一种常用的方法是摩擦试验。
摩擦试验可以模拟实际工况，通过测试材料间的摩擦性能来评估磨损行为。
摩擦试验可以提供有关摩擦系数、摩擦副间的复杂相互作用以及摩擦表面特征的信息。
此外，表征和评估磨损的技术也在不断发展。
例如，扫描电镜技术可以用于观察和分析磨损表面的形貌和结构。
红外热成像和声发射技术可以用于实时监测和检测机械系统中的磨损。
这些新技术为磨损分析提供了更加全面、准确的数据。
通过对摩擦和磨损行为的认识和分析，我们可以采取有效的措施来减少磨损和延长机械部件的使用寿命。
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密排六方晶胞
摩擦磨损原理固体表面特性
3种典型金属晶体结构特征
以上所述都是理想晶体的结构，即把金属晶体中的原子排列 看作是规则的、完整的，而且每个原子都是在阵点上静止不动 的。然而，实际上金属晶体由于原子热振动，以及受到温度、 辐射、压力加工等各种外界条件影响，在原子规则排列区中常 出现原子排列的不规则区，这些不规则区称为“晶体缺陷”。
摩擦磨损原理固体表面特性
2 表面张力与表面能
固体表面上的原子比其内部的原子具有较高的势 能，固体表面的所有原子势能的总和称为固体表面 能或表面自由能。单位为J／m2或N／m。
固体表面的原子在固体内部引力作用下有从其表 面进入固体内部的趋向，同时使其表面的面积尽量 收缩，这种使表面收缩而沿固体表面切向作用的力 叫做表面张力。
摩擦磨损原理固体表面特性
❖线缺陷 位错可视为晶体中一部分晶体相对于另一
部分晶体局部滑移的结果，晶体滑移部分 与末滑移部分的交界线即为位错线。 最基本的位错类型有两类：刃型位错和螺型位错。若同时 既包含刃型位错又包含螺型位错，则称为混合位错。
位错的基本类型 a）刃位错； b）螺位错
摩擦磨损原理固体表面特性
摩擦磨损原理固体表面特性
按几何特征，晶 体缺陷主要有以 下3类： （1）点缺陷 （2）线缺陷 （3）面缺陷
晶体表面缺陷
摩擦磨损原理固体表面特性
❖点缺陷 在三维方向上尺寸都很小的缺陷称为点
缺陷，如空位、间隙原子和置换原子等。
➢晶体中原子在其平衡位置上作高频率的热振动，振动能量 经常变化，此起彼伏，称为能量起伏。在一定温度下，部分 具有超额能量的原子有可能克服周围原子对它的束缚，而离 开原来的平衡位置，于是在阵点上产生空位。 ➢即使在极纯的金属中，也总会存在一定量的杂质原子。杂 质原子使周围的晶体发生畸变，明显地影响晶体的性质。 ➢点缺陷的存在对金属的物理和机械性能，以及热处理性能 都有较大的影响。产生一个空位引起的体积膨胀约为0.5个 原子体积；产生一个间隙原子引起的体积膨胀相当于一个原 子体积。
摩擦磨损原理固体表面特性
1.2 表面晶体结构及缺陷
•金属表面就是金属晶体与周围介质的界面。图为理想金属 晶体表面原子的排列情况。表面原子M的配位数为5。而基 体中的任一个原子的配位数为6。由此可知，表面原子的配 位数比基体中的配位数少，表面原子少了在表面上层原子 对它的约束，这将使表面原子处于高能状态。
摩擦磨损原理固体表面特性
1 洁净的固体表面
1.1 金属的晶体结构
•通常，金属在固态下都是晶体， 其原子均为有规则的周期性重 复排列、晶体结构是指组成晶 体的物质质点(分子、原子、离 子、原子集团)依靠一定的结合 键在三维空间做有规律的周期 性重复排列的方式。
•金属元素中，约有百分之九十 以上的金属属于FCC、BCC、HCP 3种晶体结构.
原子有规则的周期性心立方晶胞(fcc)
面心立方的晶胞: 在8个顶角各有1个原子，在立方体每一面 中心还各有1个原子。金属钢、银、金、铝、镍、铅、铑、γ 铁、γ钴、δ锰等，均为面心立方结构。
面心立方晶胞
每1个原子周围与其等距 离的最近邻的原子数目叫 配位数(CN)。它是描述原 子排列紧密程度的参量， 配位数越高，原子排列越 紧密，面心立方晶胞的配 位数为12。
晶面的表面能
不同晶面作表面时，断键数目不同，因而表面能不同。
摩擦磨损原理固体表面特性
摩擦磨损原理固体表面特性
表面能的物理图像
以面心立方金属的（100）面作为表面
只有当每个原子有12个最近邻，能量才最低，结 构最稳定。当少了四个最近邻原子，出现了四个“断 键”时，表面原子的能量就会升高。和表面原子的这 种高出来的能量相连的就是表面能。
摩擦磨损原理固体表面特性
摩擦磨损原理固体表面特性
晶体表面的原子 摩擦磨损原理固体表面特性
面心立方表面原子的配位数（FCC）
在表面的位置 配位数 表面所处晶面 配位数
角上原子
3
原子在(111)上
9
边缘原子
5
原子在(100)上
8
晶体表面原子的配位数与晶体的位向有关，面心立方晶体 不同位向表面，原子的配位数见表。
晶体表面原子不仅能量较高，而且还存在着许多缺陷。这 些缺陷不是静止、稳定不变的，而是随着条件的改变而不 断变化和交互作用的。它们对晶体表面的机械性能、物理 性能和化学性能有很大的影响。
摩擦磨损原理固体表面特性
（2）体心立方晶胞(bcc)
体心立方晶胞: 在8个顶角各有1个原子，在其立方体的 中心还有一个原子。显然，每一个原子周围有8个最近邻 原子，因此，配位数为8。属于这种结构的；金属有钒、 铌、钽、钼、铬、钡、β钛、α铁、δ铁、α钨等。
体心立方晶胞
摩擦磨损原理固体表面特性
（3）密排六方晶胞(hcp)
❖位错的相互作用
晶体中的位错靠近自由表面时，自由表面将与此位错产生 相互作用。由于位错在晶体中引起晶格畸变，产生应变能。 如果位借由晶体内部运动到晶体表面，应变能将会降低，故 位错由晶体内部运动到晶体表面是一种自发的过程，其结果 将使表面层中位错密度降低。
当金属表面有氧化膜时，则表面对位错是相斥的，亦即表 层不会产生低位错密度区。这主要是由于在两个弹性模量不 同材料边界附近的位错，界面也会对它产生相互作用。如果 位错处于弹性模量低的介质一侧，则界面对位错给予斥力； 若位错处于弹性模量高的介质一侧，则界面对位错给予吸力。 金属表面常常被氧化膜覆盖，而一般金属氧化膜的弹性模量 比金属大，所以氧化膜覆盖的表面对位错有排斥作用。
1 固体表面特性
摩擦磨损原理固体表面特性
物质不是无限的，在晶体中原子或分子的周期性 排列发生大面积突然终止的地方就出现了界面，如固 体－液体、固体－气体及固体－固体的界面，常把固 体－气体（或真空）、固体－液体的界面称为固体的 表面。
很多物理化学过程：催化、腐蚀、摩擦和电 子发射等都发生在“表面”，可见其重要性。