石墨烯具有极高的机械强度、层间表面易剪切和高化学惰性等性能,被认为是理想的固体润滑剂。然而,实验发现石墨烯虽然在纳米尺度上的机械强度高、摩擦系数小,但是在微观和宏观尺度下易于磨损,这限制了石墨烯作为润滑材料的实际应用。本文应用大规模分子动力学模拟方法,模拟了金刚石探针在少层石墨烯薄膜上的滑动过程,研究了石墨烯点缺陷、基底粗糙峰和CH_x环境对少层石墨烯薄膜磨损行为的影响,揭示了引起石墨烯宏观润滑特性减弱的部分分子机理。主要研究内容如下:（1）模拟了金刚石探针在带有点缺陷的少层石墨烯薄膜上的滑动过程,研究了点缺陷对石墨烯磨损行为的影响。研究发现点缺陷的存在促进了石墨烯的粘着磨损和磨粒磨损过程;缺陷的存在降低了石墨烯发生磨损的临界载荷,Stone-Wales缺陷、双空位缺陷和单空位缺陷的存在将粘着磨损的临界载荷分别降低至完整石墨烯的85%、15%和11%,同时将磨粒磨损的临界载荷降低至完整石墨烯的78-85%;通过分析缺陷石墨烯的势能曲面和纳米压痕过程,发现主要是探针原子和缺陷处原子间的最大相互作用能决定了粘着磨损发生的临界载荷,缺陷石墨烯的机械强度和承载能力决定了磨粒磨损发生的临界载荷。（2）模拟了金刚石探针在粗糙基底支撑的单层石墨烯上的滑动摩擦过程,研究了粗糙基底对石墨烯磨损行为的影响机制。研究发现粗糙峰的存在会诱导石墨烯粘着磨损和磨粒磨损的发生,且粗糙峰的高度越大,发生磨损的时刻越早;通过分析滑动过程的界面键、面内断键数量和石墨烯与探针接触部分的最大应力的变化,发现粗糙峰对石墨烯磨损行为的影响主要是因为粗糙峰引起石墨烯的应力集中,从而增强了石墨烯的化学反应活性,同时减弱了石墨烯的机械强度。另外,探针在滑过粗糙峰的过程中进一步增大了石墨烯原子的应力和化学反应活性。（3）模拟了CH_x环境下金刚石探针与少层石墨烯薄膜之间的滑动摩擦过程,研究了CH_x离子在石墨烯粘着磨损过程中的化学吸附行为,以及其对粘着磨损的影响。研究发现CH_x离子主要吸附在带有悬键的磨损缺陷边缘、受到拉伸应变导致化学活性增强的碳原子和凸起的褶皱等地方;通过与真空环境下相应磨损过程的比较,发现CH离子的吸附改变了磨损过程中的应力集中区域,从而使石墨烯更早的发生剥离脱落;通过比较不同离子的影响,发现CH离子对粘着磨损过程的促进作用最大,其次是CH₂离子,而CH₃离子没有明显影响。