兩相互接觸的固體表面相對運動(或有相對運動趨勢)時,就會產生摩擦力(切向運動阻力);磨損是在配對副進行相對運動過程中,表面材料不斷損失的現象,磨損是伴隨摩擦的必然結果。摩擦引起能量消耗,磨損導致材料損耗,大幅度的材料損耗會致使機械零部件失效。在工業生產中,摩擦磨損現象無處不在、無時不有,在相互摩擦的表面加入潤滑劑從而形成潤滑膜,借以避免對摩擦面的直接接觸,可以達到減小摩擦、磨損的目的,摩擦、磨損和潤滑是運轉機械長期已久的研究主題。
表面的磨損是一個復雜過程,它在許多情況下包括化學浸蝕與物理損傷,對工作條件的任何微小的改變都可能改變磨損過程的整個性質。如果要問摩擦力(或摩擦系數)與磨損量之間的數學關系,對于某一固定配對副而言(兩對摩副材料成分、表面形貌、相對運動速度、外部環境一定,但這樣的研究沒有什么意義),應該是摩擦力越大磨損量越大(即使限制了這么多條件,也會出現特殊情況,比如鋼在硬鉻鋼上滑動時,隨著載荷的增大,磨損量先增大再減小,這是因為低負荷與高負荷時的接觸區溫度會變化,磨損產物由FeO及Fe轉變為了Fe2O3及FeO);若是兩對摩副材料一定,摩擦副表面的粗糙度不一樣,一般會出現隨表面粗糙度的降低(即表面逐漸變得光滑),摩擦系數先減小后增大、磨損量一直降低的現象;但若是比較不同配對副,摩擦系數與磨損量之間異常復雜,可以說沒有什么關系。
對于材料的摩擦磨損,具體問題具體分析是最令人信服的。自1966年英國創立摩擦學這門學科至今,半個世紀過去了,歷經多少代學者的辛勤工作,尚且難說已經有一部*的與經典之作,更不要說個人的力量在這廣袤而遼闊、深奧而神奇的天地里是如此的渺小。我們在研究、探索的過程中離不開已有文獻資料的查閱,這其中有許多重要與精彩的論述,也可能會發現一些相互矛盾的解釋,這是因為學者們都是立足于自己的實驗來說明現象,而摩擦磨損過程比較復雜,實驗條件又不相同,以致結果紛繁、論點各異。但是我想,依據自己的判斷對學者們的論述作取舍也不失為一種研究的樂趣。