石墨烯被誉为21世纪最具战略意义的新材料,自2004年在实验室首次成功的制备出可以独立存在的石墨烯片以来,十多年间,石墨烯一直是科学家们研究的一个热点。完美石墨烯是一种理想结构,具有独特的二维结构和优异的力学、电学、光学、热学等性能。由于目前技术的限制,在石墨烯的制备过程中,不可避免的产生各种缺陷,研究表明缺陷对完美石墨烯的力学性能以及拉伸破坏机理都有很大影响,因此,通过修复来提升含缺陷石墨烯性能是十分有益的。随着对石墨烯研究的逐渐深入,石墨烯的层间作用力也引起了科学家们的关注,对于双层石墨烯二维材料层与层之间作用力的研究也在逐步进行着,这不仅对于认识二维材料层间作用力提供了新的理论基础,并且对进一步了解石墨烯提供了新思路,对于石墨烯未来的发展、创新和实际应用有着重要意义,因此,研究双层石墨烯的层间作用力很有必要。本文的研究主要包括两大部分:一、利用分子动力学方法建立了C离子辐照含裂纹石墨烯的数值模型,先对含裂纹石墨烯进行辐照模拟,验证了辐照修复的可行性,分析了其修复原理,研究了辐照剂量和辐照能量对辐照效果的影响。通过拉伸模拟,将其力学性能与辐照前和完美石墨烯的进行比较,并对辐照后石墨烯在不同温度(0.1K-1500K)下进行了拉伸。结果表明:通过合理的控制辐照因素,可以用辐照手段实现对石墨烯裂纹的修复,从而提高其力学性能。辐照剂量和辐照能量影响着辐照效果。温度对辐照修复后石墨烯的力学性能也有较大的影响,随着温度的升高,其拉伸强度和拉伸极限应变近似线性降低。二、利用分子动力学方法,建立C离子辐照双层石墨烯的数值模型,研究了C离子辐照双层石墨烯的成键规律,分析了不同辐照条件的辐照结果和不同辐照条件下双层石墨烯层间作用力(又叫层间剥离强度)的变化规律。结果表明:不同辐照条件下辐照结果有所不同,合理控制辐照条件,通过辐照手段可以增强石墨烯的层间作用力。C离子辐照双层石墨烯过程中会成新的共价键,且成键形式有两种。辐照后的双层石墨烯层间剥离拉伸变化曲线在开始时迅速达到最值,随后整体呈下降趋势并不断波动。辐照过程中,“共价键”的多少和分布位置对石墨烯层间剥离拉伸曲线的变化有着重要影响。