當今社會在能源節約，環境，經（jīng）濟以及安全等方麵都在強調機械設備中控（kòng）製摩擦磨（mó）損的重要（yào）性。油潤滑是（shì）控製摩擦磨損最常見的方法之一（yī）。然而，由於環境原因以及滑油在接觸區域的保存、老化、循環、存（cún）儲汙染等問題，液體潤滑並不常用。表麵工（gōng）程是指通過表麵沉積或表麵處理的方法改變接觸表（biǎo）麵的特性，表麵工程的出現提供了另一種有效控製摩擦磨損的方（fāng）法（fǎ）。

給表麵鍍上一層薄膜會改變表麵材料特性並且對於控製摩擦磨損非常重要。摩擦磨損機理可以簡化為，由粘著，犁削和遲滯引起的摩擦以及由粘著，磨粒和疲勞與材（cái）料斷裂混合產生（shēng）的（de）磨損（sǔn）。摩擦化學，表麵物理效應以及表麵疲（pí）勞被認為僅是表麵（miàn）材（cái）料（liào）改性的機理因為這些現象發生在材料斷裂之前。

20世紀80年代，硬質陶瓷薄（báo）膜 (TiN，TiC)作為刀具的表層在製造業廣泛使用，使磨損率降低了一到二個數量級（jí）或者更多。20世紀90年代，人們研究了（le）低摩擦（cā）薄（báo）膜（mó）(金（jīn）剛石（shí），類金剛石DLC)，並其中的一些已（yǐ）經作為（wéi）商業用途。其（qí）摩擦磨損性能同樣比早期的方法降低了一到二個數量級（jí），在那些要求表麵具（jù）有低摩擦磨損特性的機械零部件中，低摩擦薄膜非常適用。進入（rù）21世紀初，很多研發工作集（jí）中在采用可控的方法改善薄膜的表麵結構，包括（kuò）開發不同的多元（yuán）納米結構薄膜，例（lì）如多層膜，成份（fèn）膜、摻雜（zá）膜，以及納米複合薄膜等。

為何工件表麵鍍上金剛石和DLC薄膜是可以降低工件摩擦（cā）非常有效的方（fāng）法呢？

對於類金剛石塗層，微（wēi）凸（tū）體間相互（hù）影響對於粗糙表麵是重要的，對於工程光滑表麵石墨化是主要的機理而懸空鍵的氫化（huà）對於（yú）理（lǐ）光滑表麵至關重（chóng）要。對於比較粗糙的DLC塗層表麵，表麵的石墨化很重要（yào）;轉移層的（de）組織強化，表麵石墨化（huà）對於光滑工程表麵至關重要，物理光滑表麵的超潤滑（huá）特性可以通過懸空鍵的氫化解釋。對於主要的表麵參（cān）數進行分析是建立表麵模型的基礎，這些參數（shù）包括（kuò）表麵、薄膜、薄膜/基（jī）體之間的界麵以及基體（tǐ）的彈性，塑（sù）性以及斷裂行為。對裂紋擴展進行應（yīng）力密度分析結果表明:考慮三種載荷模式，裂紋間距和裂紋位置很重要，而裂紋方向，裂紋區域（yù）的位（wèi）置以及載荷雙（shuāng）軸性的影響則比較小。闡述了在薄膜/基體（tǐ）界麵上以及裂痕（hén）周圍怎樣利用表麵3D有限元模型得到（dào）納（nà）尺度（dù）的應力和應變值，為降（jiàng）低磨損以及降低工件表麵摩擦係數的產生提供依據。目前類金剛石塗層的摩擦係數一般在0.05-0.1之間，這對於古時代用於油潤滑來（lái）說是非常大的（de）進步。