碳原子通过sp~2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料—石墨烯(Graphene),它被认为是有望代替硅纳米材料的一种新型材料。多层石墨烯的苯环结构为周期性的,基于各种堆垛方式(包括AB堆垛、AA堆垛和ABC堆垛等)构成了一种新型的二维材料。石墨烯由于其优异的力学、光学、电学等方面的性质而被应用于各种高性能器件中,如气体传感器、微型机械发电机、导体设备、纳米微电子机械系统等。而且石墨烯导热性、透明度都达到较高水平,相应的机械力学性能良好,因而目前在新能源电池、生物传感器技术、催化剂相关的领域都具有广泛的应用,且作为能源材料也表现出较高的应用价值。石墨烯各方面性能的发挥与其力学性能密切相关,因此,对其力学性能以及相关性能的调控十分重要。本文对石墨烯的纳米压痕力学性能进行分子动力学研究,相关内容和所得结果如下:1.我们采用分子动力学的方法进行纳米压痕模拟,计算了多层石墨烯的破坏强度。结果显示,破坏强度随层数的增加而减小,且随着石墨烯层数的增加,破坏强度的减少率呈阶段性阶梯状变化,变化的速率逐渐减缓,在2-6层减小得很快,在7-13层以较小的速率线性减小,而在13层以后减小的更缓慢。2.对多层石墨烯的结构和原子分布情况进行了纳米压痕模拟,且计算分析其原子状态、2-19层石墨烯的断裂力。结果表明,2-6层的破裂力随层数快速的增加,7-13层以更小的速率增加,当层数大于13层后破裂力趋于稳定,最大破裂力达到1800 n N。3.然后对多层缺陷石墨烯进行具体分析,讨论了各种缺陷和多层石墨烯力学性能的相关性,对缺陷影响力学性能的机制进行具体分析,多层缺陷石墨烯的力学强度与缺陷的类型有关。