AFM（原子力显微镜）机械刻划加工是一种简单高效的微纳米加工技术,可以加工微米尺度纳米精度的特征结构,例如纳米沟槽,纳米点阵等。通过AFM加工技术制备的微纳结构可以广泛应用于纳流控芯片、拉曼增强基底等科学领域。AFM机械加工技术是通过探针与样品间的接触使材料达到强度极限发生塑性变形,造成材料的去除而获得期望的纳米结构。但是该过程中探针易发生磨损,且传统机械加工润滑方式,如切削液等较难应用于纳米尺度的加工。石墨烯是一种单个原子层厚度的超薄材料,且具有出色的润滑性质,可作为固体润滑剂广泛应用于微纳米摩擦领域。因此石墨烯有望应用在AFM机械加工技术中。故本文选取单晶金属铜作为典型材料,将石墨烯转移至其表面,制备铜基石墨烯样品,来探究石墨烯对AFM加工形貌、探针磨损等方面的影响机制。首先,通过分子动力学仿真,探究不同形状压头进行压痕时铜基石墨烯的载荷响应特性,分析石墨烯对基体变形及应力缺陷的影响机制。研究圆锥球头刀具在不同深度下对单层/双层铜基石墨烯刻划过程摩擦力、摩擦系数的影响。进行圆锥形刀具在铜基石墨烯表面纳米刻划的仿真,研究该过程中刀具刻划力,工件变形及内部缺陷产生特点。其次,将石墨烯转移至单晶铜表面制备铜基石墨烯样品。利用AFM进行压痕实验探究石墨烯的弹性回复过程及其对压痕深度的影响。在不同载荷下对铜基石墨烯样品进行单线刻划,探究该过程中石墨烯对刻划力及加工形貌的影响。在单晶铜与铜基石墨烯样品上进行面扫描加工,通过对比分析加工过程的摩擦力及石墨烯磨损情况来探究石墨烯在面加工过程中的润滑机制。最后,研究了探针磨损对于铜基石墨烯加工形貌及刻划力的影响。分析比较了不同探针几何形貌测定方法,研究铜基石墨烯加工过程中探针磨损机制,从石墨烯减少探针与工件直接接触、降低加工中摩擦力的角度来阐明其降低探针磨损的原理。