润滑现象作为科学研究对象的历史始于1886年,英国著名水力学家雷诺(Reyn-olds)在英国皇家学会的论文集上发表的被称为对建立流体润滑理论具有历史意义的论文,即“润滑的理论及比彻姆·陶握尔(BeauchampTower)在试验方面的应用”。从理论上阐述了这样一个原理:将润滑油注入圆柱轴承之后,当轴转动时,轴与轴承之间的流而产生流体力学性质的压力,支持轴载荷。
1886年,Reynolds提出了润滑方程,开创了流体润滑理论研究。随后,基于粘性流体力学建立的流体动润滑理论广泛应用于滑动轴承等面接触机械零件的设计中。20世纪60年代以后,人们又将Reynolds流体润滑理论与Hertz弹性接触理论相结合而发展了弹流理论,成功地解释了诸如齿轮传动、滚动轴承等点线接触机械零件的润滑设计问题。弹流理论经历了从经典的弹流理论到现代弹流理论的发展过程,经典的弹流理论考虑了固体表面在流体动压作用下的弹性变形,润滑剂的粘度和可压缩性。但它所预测的油膜厚度不能满意地解释牵引力的数值是随着滚动速度或滑动速度变化的原因。1919年,Hardy提出边界润滑状态,即润滑油添加剂中的元素通过物理或化学作用,在金属表面形成具有润滑作用的吸附膜。边界膜更薄,通常由规则排列的单分子或几个分子层组成。边界润滑的理论基础主要是物理化学和表面吸附理论。
弹性润滑理论及其观测技术的深入发展,促使人们去探索新的润滑状态,如薄膜润滑(ThinFilmLubrication)状态,用它来描述边界润滑与弹流润滑之间的过渡状态。20世纪90年代初,从理论和实验两方面都论证了薄膜润滑状态的存在,并在薄膜润滑性能和机理研究方面取得了重要进展。
纳米摩擦学有着广泛的研究前景,其中,薄膜润滑的机理研究是近年来摩擦学领域中最为活跃的研究方向之一。人们在对弹性流体理论的研究过程中发现,许多处于低速、重载、高温和低粘度润滑介质的机械设备和超精密机械的摩擦副常处于比通常弹流润滑膜厚度更薄的润滑状态(即薄膜润滑状态,膜厚在几个至几十个纳米之间)下工作。另外,随着现代高新技术和超精密机械的发展以及新型材料和表面工程的应用,处于纳米间隙的摩擦磨损问题也较为突出。因此,有关纳米摩擦学的研究无论是在理论上还是在工程应用前景上都有重大的价值。
目前经典流体润滑理论已经基本成熟,研究的重点转向特殊介质和极端工况下的润滑理论,例如超层流润滑、多相流体和流变润滑理论,特别是针对异向曲面摩擦副的润滑问题所建立的弹性流体动压润滑理论和应用研究已取得重大进展。