固体润滑薄膜表面自由能调控及其对摩擦学性能影响现状研究

来源：机械工程学报杂志2026年第4期北京时间：

作者：韩冰源, 赵梦娜, 杜文博, 赵泳林, 杨军, 李函, 朱胜

单位：1. 湖北汽车工业学院汽车工程学院 十堰 442002;2. 再制造技术国家级重点实验室 北京 100072;3. 江苏理工学院汽车与交通工程学院 常州 213001;4. 湖北汽车工业学院设计学院 十堰 442002;5. 汽车动力传动与电子控制湖北省重点实验室 十堰 442002

摘要：固体润滑薄膜因其优异的耐磨性能、高承载能力和化学稳定性，已广泛应用于汽车工业、机械制造和航空航天等领域。通过合理调控固体润滑薄膜的表面能特性，可有效改善薄膜与基体材料间的界面润湿性，进而增强界面结合强度，使其在复杂环境下保持稳定的润滑效果，延长薄膜的使用寿命，同时减少磨损现象，确保机械设备的可靠性和耐用性。基于此，从多种理论方法和模拟仿真等方面，系统总结了国内外相关表面自由能计算方法，并梳理了表面能调控方法，包括化学处理、离子注入、元素掺杂等，这些技术通过调整制备或成型工艺参数、改变薄膜表面的粗糙度和化学成分等，有效改善固体薄膜的力学和摩擦学性能。最后，提出固体润滑薄膜在分子层面的表面能梯度演变关键问题，并对多尺度界面行为与摩擦能耗散机制进行展望。

关键词：固体润滑薄膜,表面自由能,摩擦学性能,分子动力学模拟,表面处理；