自石墨烯被发现以来,其特殊的光学、电学、热学、机械等性能引起了众多研究者广泛的关注。特别是在涂层方面,可以显著提高材料的热学性能、光电性能、防腐性能和抗磨性能。因此,本文采用经典的分子动力学（MD）方法,研究了石墨烯涂层材料的界面行为,其主要研究内容如下:（1）在不同应变率和不同温度下对多层石墨烯进行了MD拉伸模拟,并以此研究了多层石墨烯层间界面性能的拉伸速率和温度效应。研究结果表明,当拉伸应变速率增加,界面强度增强,然而当速率提高到10¹⁰s^-1后,界面强度基本保持不变。此外,研究还表明,界面强度先随着温度的升高而出现增加,但温度到达350K后,界面强度出现减小的现象,这是由于多层石墨烯的热膨胀系数在不同温度下表现出截然不同的变化趋势。同时基于分子动力学模拟结果,计算了多层石墨烯层间界面内聚力本构关系的界面参数。（2）采用原子尺度分子动力学和有限元（FE）方法,研究了石墨烯涂层和无缺陷铝（GA-perfect）之间的界面性质。模拟结果表明,随着温度逐渐升高,界面拉伸强度逐渐降低,而界面剪切强度随着温度由150 K升高到450 K时,界面的剪切强度持续增大,之后随着温度从450 K到600K时,界面的剪切强度减少。这种随温度变化的趋势与石墨烯在0?600K温度范围内热膨胀系数的变化趋势有关;最后,确定上述与温度相关的内聚力模型（CZM）参数,然后将其输入到FE模型中。采用FE模拟了石墨烯涂层/完美Al体系的鼓包测试,并用鼓包测试得到的FE结果和鼓包测试得到的MD结果进行验证,表明所提出的方法在确定基底和超薄涂层之间的界面行为的CZM参数方面是有效的。（3）另外,我们还通过分子动力学方法研究了石墨烯涂层和缺陷铝（GA-defect）之间的界面性能。研究结果表明:随着缺陷Q值（Q值为矩形缺陷中心点离Al基体界面的距离）的增大,缺陷对石墨烯涂层/Al体系界面性能的影响逐渐消失。也发现缺陷P值（P值为锯齿形缺陷中每个等腰三角形底边的长度）对Al-C键作用和范德华力作用造成的变化,影响了拉伸强度和内聚能的强弱。（4）在不同的石墨烯层数和温度下,采用拉伸模拟和鼓包测试方法研究了多层石墨烯/Al体系的界面性能。拉伸模拟发现,当石墨烯的层数小于三层时,最大拉伸强度和内聚能均增加,而石墨烯的层数大于三层时,最大拉伸强度和内聚能均减小,这种现象主要与范德华力作用范围有关;鼓包测试模拟发现,石墨烯的层数增加,反作用力逐渐增大,当石墨烯层数大于七层时,反作用力基本保持不变。拉伸载荷模拟也发现,五种体系均是随着温度的升高而最大拉伸强度逐渐减少;并且鼓包测试模拟也发现,五种体系在温度600K以下时,反作用力随着石墨烯层数的增加而变大,而当温度大于或者等于600K时,我们发现反作用力的变化规律发生异常,这种现象可能与铝基体的软化现象有关。我们通过模拟结果发现两种方法得到的结果具有差异性,其主要原因是石墨烯层间界面强度小于石墨烯/Al的界面强度,因此拉伸模拟需将多层石墨烯设置为加载区,而鼓包测试是将多层石墨烯顶开,因此石墨烯不需要进行额外处理,在界面性能测试中更加合理。