何文豪, 鲁志斌*, 范晓丽, 周 峰, 刘维民

(1.中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室, 甘肃 兰州 730000;2.西北工业大学 材料学院 先进润滑与密封材料中心 凝固技术国家重点实验室, 陕西 西安 710000)

摩擦学综合了物理学、化学、材料科学和力学等学科领域，主要研究相对运动或有相对运动趋势的界面间的摩擦、润滑和磨损行为及其机理.影响界面摩擦性能的因素是多方面的，主要包括界面性质、负载、服役环境和服役温度等.正是因为人们需要综合考虑各种因素来理解摩擦，从非常小尺度下的量子相互作用(界面的电子结构、吸附等)到大尺度下的宏观变量(负载、服役温度等)，这使得摩擦学的研究几乎不可能没有计算机模拟技术的辅助.在过去的几十年里，随着计算机硬件的持续发展，计算机模拟技术逐渐成为推动摩擦学发展的关键技术之一.

计算机模拟方法主要包括基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理方法、分子动力学方法(MD)和有限元分析(FEA)方法等.这些方法在不同的尺度上对理解材料性能都起到了重要作用.尽管对摩擦性能的研究来说，DFT方法限制了界面结构(局限于无限平坦的界面)，但它可以深入到量子尺度，从界面电子结构的角度理解摩擦[1-5].据此，作者所在课题组提出了一种实现超滑的新策略-压力诱导超滑[6].科研人员也通过DFT方法解释了许多摩擦试验现象，比如界面钝化对金刚石[7-8]、类金刚石[9]、MoS2[10]和 Fe[11-13]摩擦 性 能的影响……