随着石墨烯技术的发展,石墨烯的各项性能得到越来越多的关注,热物性是其中一个非常重要的特性。虽然常规材料的热物性测量技术已经发展得非常成熟,但是由于石墨烯特殊的二维结构,使得石墨烯的热物性测量变得非常困难。分子动力学的方法能很好地模拟计算物质的热特性,比如热导率、热整流、界面热阻等。基于此,本文利用分子动力学的方法开展了石墨热物性的研究。首先,石墨烯具有非常高的热导率。但是在应用中,当石墨烯的尺寸变得越来越趋向于微纳米尺度时,石墨烯的热导率也会受到很大影响。因此本文研究了尺寸对热导率的影响。结果表明石墨烯纳米带的热导率随长度减小而减小,呈现出指数衰减的规律,并且不同手性的石墨烯纳米带的衰减速率也不一样。另外,体系的热流密度也会对石墨烯纳米带的热导率有较大影响。目前大多数关于石墨烯和碳纳米管热传输的研究都是在低热流密度下进行的,这是由于傅里叶导热定律的收敛性所决定的。而本文针对高热流对热导率的影响做了详细的计算。结果表明异常波动能量运输是低维材料的一个特有属性。其次,由于石墨烯非常高的热导率,使得石墨烯导热性能对结构变得敏感,从而使热整流材料的实现成为可能。这种类似于电整流特性的现象,一直在热传输中很难观察和测量。本文通过建立非对称石墨烯结构,对热整流特性做了详细的计算。计算结果表明热流从宽的方向流向窄的地方具有优先选择的特性。最后,目前石墨烯的操作大多数都是在衬底上进行的。石墨烯在衬底上能否保持良好的导热特性也需要得到研究。因此本文进一步研究了石墨烯在硅衬底和二氧化硅衬底上的传热特性。结果表明在两种衬底上的石墨烯的热导率分别衰减为原来的约90%和70%。本文通过分子动力学的方法对石墨烯的热物性进行了较为系统地研究,为石墨烯在器件中的热应用提供了一定参考价值。