摩擦发光是指固体材料受机械载荷等作用而产生的发光现象。该现象自1605年被Francis Bacon首次记录以来,受到了国内外学者们的广泛关注和大量研究。然而,由于摩擦发光易受到材料特性、摩擦条件以及周围环境等众多因素影响,使得摩擦发光现象错综复杂,其产生机理仍未十分清楚。为进一步研究摩擦发光现象及其产生机理,该论文设计并研制了一套摩擦发光探测装置,并利用该装置,对不同实验条件、不同摩擦副组合的摩擦发光现象进行了较为深入的研究和分析。首先,为实现对摩擦发光的定量探测和研究,自主研制了一套盘-盘式滑动接触摩擦发光探测系统。该系统由机械子系统、控制子系统和测量子系统三部分组成,可实现不同转速、不同载荷以及不同摩擦副组合的摩擦发光光强和光谱的测量。该系统波长探测范围为200～900 nm,载荷范围为0～200 g,加载精度为0.4 g。进而,利用该系统实验研究了相对滑动速度对摩擦发光的影响。结果发现,摩擦发光强度随转速增加而增强。由摩擦发光光谱分析发现,摩擦发光产生的原因是摩擦起电引起的空气放电。为了进一步阐明光强随转速的变化关系,提出了摩擦起电中电荷转移动力学的“电容器模型”。该模型认为接触起电中表面间转移的是电子,驱动力是接触表面间的接触电势差,而起电过程可以看作是由两个表面接触区域形成的平行板电容器的充电过程。通过对比理论模型与实验结果,计算得到了充电等效RC回路的时间常数和接触表面间距离,验证了理论模型的有效性。同时,实验观测到摩擦副的位置改变对摩擦发光强度有着显著的影响。实验发现,当上摩擦副为Al2O3晶体盘片,下摩擦副为Si O2晶体盘片时,有明显的发光现象,而互换摩擦副位置后基本上没有发光。进一步通过接触表面间接触电势差和温度差对电荷转移的共同作用对这一现象进行了解释。最后,实验研究了晶向对摩擦发光强度的影响。结果表明,不同晶向的二氧化硅晶体摩擦时产生的光强不同。分析可知,该现象与不同晶向的功函数差异有关。此外,实验研究了不同摩擦副组合下的摩擦发光特性,包括金属-金属、金属-绝缘体和绝缘体-绝缘体配副等。对于金属-金属摩擦配副,实验发现并无发光产生,这与电荷无法停留在金属表面有关。同种绝缘体材料摩擦时也会产生发光,分析认为其原因是非对称摩擦引起的接触区两表面间的温度差。