當今社會在能源節約，環境，經濟以及安全等方麵都在強調機械設備中控製摩擦磨損的重要性。油潤滑是控製摩擦磨損最常見的方法之一。然而，由於環境原因以及滑油在接觸區域的保存、老化、循環、存儲（chǔ）汙染等（děng）問（wèn）題（tí），液體潤滑（huá）並不常用。表（biǎo）麵工程是指通過（guò）表（biǎo）麵沉積或表麵處理的方法改變接觸（chù）表麵的特性，表麵工程的出現提供了另一種有效控製（zhì）摩擦磨損的方法。

給表麵鍍上一層薄膜（mó）會改變表麵材料特性並且對於控（kòng）製摩擦（cā）磨損非常重要。摩（mó）擦磨損機（jī）理可以簡化為，由粘著，犁削和遲滯引起的摩擦以及由粘（zhān）著，磨粒和疲勞與材料斷裂混合產生的磨損。摩（mó）擦化學，表麵物理效應以及表麵疲勞被認為僅是表麵材料改性的機理因為這（zhè）些現象發生在材料斷裂之前。

20世（shì）紀80年代，硬質陶（táo）瓷薄膜 (TiN，TiC)作為刀具（jù）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或者更（gèng）多。20世（shì）紀（jì）90年（nián）代，人（rén）們研究了低摩擦薄膜(金剛石，類（lèi）金剛石DLC)，並其中（zhōng）的（de）一些已經作為商業用途。其摩擦磨損性能同樣比早期的方法（fǎ）降低了（le）一到二個（gè）數量級，在那（nà）些要求表麵（miàn）具有低摩擦磨損特性的機械零部件中（zhōng），低摩（mó）擦薄膜非（fēi）常適用。進入21世（shì）紀初，很多研發工作集中在采用可控的方法（fǎ）改善薄膜的表（biǎo）麵結構，包括開發（fā）不同的多元納米結構薄膜，例如多層膜，成份膜、摻雜膜（mó），以及納（nà）米（mǐ）複合薄膜等。

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

對於類金剛（gāng）石塗層（céng），微凸體間相互影響對於粗糙表麵是重要的，對（duì）於工程光滑表麵石墨化是主要的機理而懸空鍵的氫化對於理光滑表麵至關重要。對於比較粗（cū）糙的DLC塗層（céng）表麵，表麵的石墨化很重要;轉移（yí）層的組織強化，表麵石墨化對於（yú）光滑工程表麵至關重要，物（wù）理光滑（huá）表麵的（de）超潤滑特性可以通過懸空（kōng）鍵的氫化解釋。對於主要的表麵（miàn）參數進行分析是（shì）建立表麵（miàn）模型的基礎，這些參（cān）數包括表麵、薄膜（mó）、薄膜/基體之間的界麵以及基體的彈性，塑性以及斷裂行為（wéi）。對裂紋擴展進行應力密度分析結果表明（míng）:考慮三種載荷模式，裂紋間距（jù）和裂紋位（wèi）置很重要，而裂紋方向，裂紋區域的位置以（yǐ）及載荷雙軸性（xìng）的影響（xiǎng）則比較小。闡述了在薄膜/基體界麵上以及裂痕周圍（wéi）怎樣利用表麵3D有限元模型得到納尺度的應（yīng）力和應變值，為降低磨損以及降低工件表麵摩擦係數的產生提供依（yī）據。目前類金剛石塗（tú）層的摩擦係數一般在0.05-0.1之間，這對（duì）於（yú）古時代用於油潤滑來說（shuō）是非常大的（de）進步。