人类很早就对摩擦现象有了认识并加以利用，许多早期的文献里，都有把摩擦的影响减至最小的多种尝试的记载．2000多年前的亚里士多德就已经提到摩擦力的概念．但是真正对摩擦进行定量的研究，则始于15世纪的文艺复兴时期．500多年的漫长而曲折的历史大致可划分为五个时期来讨论．
一、达芬奇的早期研究时期
1508年，达芬奇（1452-1519）使用石头和木头开始了对固体摩擦的实验研究，测量了水平和斜面上物体间的摩擦力，测量了半圆形槽与滚简间的摩擦，进行了表面接触面积对摩擦阻力影响的实验研究，发现了等重物体之间的摩擦力与接触面积无关的重要结论．
达芬奇首先引入了摩擦系数的概念．他将该系数定义为摩擦力和垂
物体所具有的摩擦阻力等于自身重量的四分之一．”当时他使用的材料大多为硬木或铁与硬木的组合，他的结论对于这些材料来说还是比较符合实际的．
达芬奇还研究了摩擦面间有润滑油和其它介质时对摩擦的影响．他认为“所有东西，不管它如何薄，当它放入两个互相摩擦的物体之间时，摩擦都会减少．”
二、阿蒙顿的进一步研究时期
进入16世纪后，由于水力和风力能源的广泛应用，机器大量增加．特别是磨的发展，大大推进了对摩擦的研究．许多科学家进行了各种各样的摩擦实验，其中最有成就者当推法国实验物理学家阿蒙顿（1663-1705）．作为一个永动机的积极倡导者，他自然对摩擦产生的损失特别感兴趣．他通过多次实验后，于1699年12月19日向皇家科学院提交了一分经典论文．在文中提出了摩擦力的经典规律，这就是后来人们所熟知的阿蒙顿定律．
①静摩擦定律：两接触物体间的最大静摩擦力，跟接触面上的正压力成正比，并与接触面的性质及状态有关；但与接触面的面积及形状无关．即：f静＝μ0·N．
②滑动摩擦定律：滑动摩擦力跟摩擦物体接触面上的正压力成正比，跟外表的接触面积无关．即：f滑＝μ·N．
三、库仑对摩擦的总结时期
进入18世纪的法国，在经济、军事、工业等方面有了很大的发展．机器的大量使用，使得机械的效率和耐磨问题成为了一大难道．为此，巴黎科学院于1781年以“摩擦定律和绳的倔强性”为题，进行了一次有奖竞赛．库仑（1736-1806）研究总结了达芬奇和阿蒙顿的实验和理论之后，又进一步做了大量的实验．最终以《简单的机械理论》为题的论文赢得了这次竞赛的优胜奖，提出了他的摩擦理论-库仑摩擦定律．
①库仑摩擦第一定律：摩擦力跟作用在摩擦面上的正压力成正比，跟外表的接触面积无关．这实际上就是阿蒙顿定律，也就是现在称谓的静摩擦定律和滑动摩擦定律．
②库仑摩擦第二定律：滑动摩擦力和滑动速度大小无关．
这一结论，若作为普遍法则是不正确的．实际上滑动摩擦力和滑动速度的关系是相当复杂的．
③库仑摩擦第三定律：最大静摩擦大于滑动摩擦力，即f静＞f滑．
④库仑二项式定律：这是反映摩擦力和负载之间的关系．即滑动摩擦力f滑＝μN＋A．
库仑认为“常数”A跟正压力的平方根成正比，但它都没有反映出A的物理意义．这一定律也只适用于干摩擦和边界摩擦．
库仑对摩擦的研究，总结了从达芬奇到阿蒙顿的理论，提出了他的库仑摩擦定律．但是，实际上这些定律只能是经典的经验公式，对于实际情况也仅仅是近似的、粗浅的描述．
四、19世纪对摩擦的研究时期
19世纪，随着蒸汽机进入实用阶段，工业革命迅速普及，为了防止机器的高速转动而带来的轴承烧焦和磨损，润滑成了这个时期摩擦研究的特征．
1883年，英国的托尔（1845-1904）在研究轴承的润滑中发现油膜具有高压力；同时代的雷诺（1842-1912）根据托尔的发现，利用流体力学的原理，从理论上证明了因旋转而在油膜中产生高压力的现象，说明了轴与轴承的间隙能支持载荷的道理．
1896年，金斯伯里（1863-0;1943）证明了用空气代替润滑油的设想，在一次美国军事系统的展览会上进行了空气轴承的公开表演．这种轴承后来在高速磨床、高级陀螺仪上得到了广泛的应用．
在这一时期，雷尼（1791-0;1866）、莫伦（1795-1880）等人测定了许多物体间的摩擦系数，迄今仍在广泛应用．
总之，进入19世纪，由于摩擦的实验定律大体已确立完毕，只是在研究如何减小摩擦方面进行了一系列工作．但仍然没有对摩擦的物理机制给以科学的、满意的解释．
五、从经典理论到近现代理论时期
①早在达芬奇、阿蒙顿、库仑等人在研究摩擦定律的同时，就对摩擦的物理机制提出了一个凹凸说．他们认为摩擦的根源在于两表面的凹凸相互啮合，当一个物体在另一个物体表面上滑动时，互相啮合的凹凸部分，就会相互撞碰，并且被破坏，阻碍物体运动，就产生了滑动摩擦．但是这一理论无法解释为什么表面越光滑，反而摩擦越大，新生成的结晶表面在空气中停留时间一长，摩擦系数会急剧减小等现象的产生．
②1734年，贝萨克利基于光滑铅柱的粘合实验，认为摩擦的物理机制在于相互摩擦的表面分子间的相互作用力．因而提出了一种分子说．他预言：“只要把平面无止境地研磨得很光滑，摩擦迟早会增大的．”这一理论得到了英国物理学家文斯（1749-1821）的赞同．到了本世纪还被哈迪的实验所证实．
凹凸说认为摩擦源于凹凸体间的相互挤压、剪切的机械阻力；而分子说则认为摩擦来源于接触面上晶体分子间电性引力．其是非焦点在于前者认为摩擦是凹凸间的斥力，后者认为是接触面间的粘着引力．
③1939年，克拉格尔斯基统一了争论很久的凹凸说和分子说．认为摩擦具有二重性：它不仅要克服两表面分子相互吸引所决定的作用力，还要克服由于表面粗糙互相啮合而发生变形所引起的机械阻力．从而提出了一套分子-机械理论学说．
④1950年，包登等人认为两物体个别接触区产生的高压引起局部热熔而粘为一体，这样形成的连结又因表面相对滑动而剪断．粘着点的形成和剪断在接触表面上交替进行，构成摩擦的粘着分量；较硬表面的微凸体犁削较软材料的基体，构成摩擦的变形分量．总的摩擦力是二者之和．这种理论被称为粘着说，被普遍承认适用于金属间的摩擦．
⑤近年来，由于表面技术加工的发展，半导体工业所带来的高真空、高洁净环境技术的发展等有利条件，相继又出现了表面微凸体的塑性作用学说和热活化分子动力交换学说．这些学说也能在一定范围内说明摩擦所产生的物理机制．
但是，由于影响摩擦的因素相当复杂，现有的这些学说都不是包罗万象的，无法完整和圆满地将摩擦的物理机制说清楚．一句话，摩擦的原因到现在还没有完全研究清楚．本文所叙述的历史过程也仅仅是外摩擦理论的发展过程，至于内摩擦的情况本文一点没有涉及到，请读者鉴谅．
摩擦的作用及其和技术的关系
一、摩擦的作用
（一）摩擦的有利作用
1．传动作用，各种动力机、驱动轴，在很大程度上是依靠传动装置（如皮带、传动链、齿轮、蜗轮、蜗杆等）和各个联动部件之间的静摩擦力，带动各种工作机运转．传送带也是借助它与其上物体间的静摩擦力，带动后者并传送到预定地点．
2．制动作用，各种机械和交通工具乃至行人的减速和停止运行，都是借助于摩擦作用．据此制成制动器和离合器，后者主要用来接通或断开传动链两轴之间的运动，以实现机械的开停、换向和变速等效能．
3．阻尼作用，转轴和轴承，常常由于发生油膜振荡而造成损坏．对此，可以利用摩擦消耗能量、减小振幅的作用，制成各种阻尼器，以实现阻振．
4．升温作用，微波炉利用微波透射被加热的物品，使其分子发生低于微波频率的几十万赫兹的高频振荡．由于分子之间的摩擦产生大量的热，而使该物品温度剧烈升高．这种加热方式没有蒸汽、烟雾、油垢的污染，而且耗电少、效果好，例如它可使冰冻物品在几分钟内解冻．
（二）摩擦的有害作用
1．损耗能量，由各种形式的能量所转化成的机械能，由于摩擦作用，将进而转化为热能而耗散．据估计，世界上目前应用的能源，约有1／3到1／2最终以各种方式表现为摩擦损失．
2．引起磨损，磨损是一个固体在另一固体或介质的摩擦力作用下所发生的表面材料损坏过程．它使机械效率降低，润滑油和功率的损耗增加，零件丧失精度乃至损坏，因而需要更换．主要由摩擦引起的磨损有以下五种．
（1）磨料磨损，无数硬材料小颗粒进入软材料摩擦副（即一对互相接触而彼此摩擦的物体表面）中，使其冲击的摩擦表面发生的磨损，称为磨料磨损．滑动或滚动的粒子几乎不引起磨料磨损；只有对表面作用角度为80°-120°的粒子，才会引起磨料磨损．负荷及相对运动距离也对磨料磨损有影响．为提高材料的耐磨料磨损性能，广泛采用耐磨表面涂层和表面淬硬技术．
（2）粘附磨损，摩擦副相对滑动时，其接触点因相互剪切而产生的瞬时高温，使表面的氧化膜、气体吸附膜等破裂而发生局部烧结，当继续运动时，局部烧结点又破裂，这时发生的磨损称为粘附磨损．粘附磨损产生的粒子是半球形碎片．清洁而没有氧化的表面特别容易发生粘附磨损．
（3）微动磨损，微动磨损是某些摩擦元件在相对静止条件下发生轻微的振滑现象所造成的表面磨损．它可以使许多天然的防护膜破裂．随着每次振动的发生，都会产生表面破裂，形成碎片，这些碎片又引起磨料磨损．微动磨损产生的粒子是很薄的光洁度极高的金属鳞片．
防止微动磨损的方法，其一是防止接触面滑动；其二是防止磨损产物-碎片氧化；其三是减少联结点的数目；其四是应用各种不同的表面涂层消除微动磨损．
（4）疲劳磨损（点蚀），点蚀是由于摩擦副表面上剪切应力最大的区域发生疲劳所导致的其上生成一些小凹点的效应．它常常发生在表层以下的次表层．
通过提高滚动轴承油膜厚度，降低尖峰接触应力，改进疲劳性能．以减弱点蚀．
（5）剥层磨损，剥层磨损是：由于表面产生错位，使次表层形成的裂缝在表面的剪切形变下相互联结起来，从而表面发生很大的塑性形变．有润滑的金属和其它塑性变形固体的滑动磨损，主要产生片状磨粒．形成磨粒取决于两个因素：空隙的形成和裂缝的扩大．结构和韧性良好、抗拉强度中等的钢一类的材料，空隙核心很容易生成，裂缝的扩大起主要作用；抗拉强度很高的钢和结构韧性低的钢，空隙核心很难生成，裂缝的扩大却十分容易，空隙核心的生成起主要作用．
二、摩擦和技术的关系
（一）摩擦和应用技术
1．润滑技术，摩擦和磨损分别是造成能量流失和材料损耗的主要原因．改善润滑技术，是减小摩擦和磨损从而节约能源和材料的主要途径．
矿物油脂的润滑效能终究有限，目前广泛发展其它润滑手段，主要有以下几种．
（1）合成润滑剂，如合成航空润滑油，在涡轮喷气飞机上大量使用．
（2）固体润滑剂，固体润滑剂的优点是：可在极高的负载、极低的速度和无封闭、有尘土的环境中使用；使用温度范围较宽；长时间放置不会形成不均匀的润滑膜；和环境介质、溶剂、燃料、助燃剂不起反应；具有比润滑脂优越的真空性能和抗辐射能力等．
（3）润滑剂添加剂，用以提高润滑剂质量．磷化物是合成润滑剂的主要抗磨板压添加剂，如三甲酚磷酸酯广泛作为喷气发动机润滑剂的添加剂．
2．表面技术，对金属表面进行物理和化学处理，以提高其耐磨性，如采用离子氮化、渗氮、渗硼、多元共渗以及阳极加热渗金属（如铌、钒），来增进表面性能．八十年代，又采用离子注入、离子喷镀、离子沉积等现代技术，在廉价底层材料表面上作改性处理．
（二）摩擦和测试技术
通过对设备状态的诊断和监测所得到的讯息，可以早期预报设备的完好程度和使用状态，从而可以采取各种措施进行维修、保养，避免设备突然发生故障或损坏，使之安全而经济地运转．和摩擦、磨损有关的测试技术，简介如下．
1．物理性能测量，通过对设备上某些部件的物理性能和效应指标的测量，探知该部件的磨损状况．如飞机主轴承磨损，可从振动、温升、冲击、噪声等测量中得到情报，密封件磨损，可从压力降增大测知．
2．光谱分析，通过从设备中抽出的少量润滑油里所含微量元素的光谱分析，精确地确定其含量，从而早期识别飞机、舰艇等设备的磨损状况，预防事故的发生．
3．铁谱，铁谱是七十年代出现的隔离与分析磨损颗粒和碎片的技术．将从设备里抽出的少量润滑油中隔离出来的磨损颗粒，按大小排列在透明基板上，制成铁谱图；然后在扫描电镜下观察磨粒的形态、尺寸，从而获得表面磨损状态的情报．例如，正常的摩擦磨损颗粒一般呈小片状；切割或磨粒性磨损的磨粒呈螺旋状、圈状或曲线状；滚动接触疲劳裂纹产生的磨粒呈球状．又如，化合物组成的磨粒是由氧化或腐蚀环境造成的，它们在有色光作用下显示出不同的颜色．
可从喷气发动机的涡轮叶片与转子盘中通过的气流里收集磨粒，以制备铁谱图，从而监测它的状态．现在还利用铁谱仪监视人体关节的生理和病理状态，检测损伤与退化关节炎的分期．对各种植物与动物组织、活细菌以及几乎所有材料的观测，都可使用铁谱仪进行．
