从过渡态理论在摩擦学领域得到应用以来,有关何种应力主导机械化学反应发生的争议一直存在,确定机械化学反应中的主导应力对推动机械化学反应理论的完善有重要意义。本文采用原子力显微镜对单晶硅基底进行不同力作用方式下的磨损实验。通过改变不同力作用方式下的法向载荷、循环次数以及相对湿度等工况,得到不同条件下磨损情况,进一步分析不同应力作用下单晶硅基底机械化学去除的作用机理。主要研究结果如下:（1）阐明单晶硅表面发生机械化学磨损过程中压应力和剪切应力的作用机理。压应力诱导磨损不存在剪切作用时局部应力集中加剧水解反应造成原子直接去除的可能,所以单晶硅表面压应力诱导材料去除验证了界面间Si-O-Si键桥的形成;同时实验证明了切应力不是机械化学反应发生的必要条件。（2）对比研究单晶硅表面材料分别在纯压和剪切作用下发生机械化学磨损的反应动力学模型。通过修正的阿伦尼乌斯公式拟合不同力作用方式下磨损率与接触压力的关系并计算他们各自的活化体积发现,剪切作用时机械作用对硅/二氧化硅间机械化学反应活化能的降低作用更大。（3）揭示在纯压和剪切作用下单晶硅表面机械化学磨损的演化规律及机制。根据第一性原理计算初始面、实际实验磨损面以及线性拟合的假设磨损面的表面能,发现单晶硅表面机械化学去除将朝着获得整体能量更低结构的方向进行。（4）揭示在纯压和剪切作用下环境湿度对单晶硅表面机械化学磨损的影响机制。实验发现不同力作用方式下单晶硅表面磨损随相对湿度的变化规律不同,推测二氧化硅微球吸附水对硅表面机械化学磨损有重要影响,并通过实验进行验证,同时推测针尖运动方式会使界面间吸附的水发生聚集或转移,二者综合作用影响了界面间吸附水膜的情况进而影响摩擦力、粘着力和磨损。