关键词： 金刚石   石墨烯   第一性原理   轨道杂化   价键重构  

摘要： 石墨烯独特的二维结构使得石墨烯电子器件必须制作在绝缘支撑衬底上。金刚石作为石墨烯的同素异形体具有优异的电学、热学和机械性能,是目前开发超高速石墨烯电子器件的理想绝缘衬底。硼掺杂诱导金刚石表面自组织生长石墨烯是制备金刚石/石墨烯异质结的一种有效途径,然而目前由于对自组织生长背后的相变机理缺乏深入的研究,金刚石表面实现大面积、高质量石墨烯的自组织可控生长还存在一定困难。为了更好地实现石墨烯的高质量可控生长,迫切需要深入研究硼掺杂诱导金刚石表面石墨烯自组织生长sp3-sp2轨道杂化的价键重构行为及影响因素。 本文基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,研究了氢钝化碳原子对金刚石（111）表面的价键重构的作用方式。采用控制变量法,模拟计算了硼原子不同掺杂数量、不同掺杂位置情况下金刚石（111）表面sp3杂化键重构为石墨烯sp2杂化键的行为,探究了能够诱导石墨烯自组织生长的有效掺杂位置及掺杂数量,并从硼原子引入悬空键的角度分析了价键重构的机制。 主要研究内容如下: （1）基于第一性原理计算,研究了氢钝化碳原子几何优化计算前后结构的区别以及氢钝化碳原子的存在对金刚石（111）表面价键的影响,发现纯金刚石（111）第一层的氢钝化碳原子几何优化计算前后空间位置基本不发生改变,表现出被“钝化”的现象。金刚石（111）氢钝化一侧的结构接近于纯金刚石（111）结构;而未被钝化一侧与纯金刚石（111）结构存在较大差异。悬空键的存在导致金刚石（111）表面不稳定,这种不稳定性是金刚石（111）表面由金刚石sp3态相变为石墨烯sp2态的基础。通过计算确定了金刚石（111）结构的氢钝化模型。 （2）在氢钝化模型的基础上构建了硼单原子掺杂金刚石（111）模型,模型表面大小为4×4×1,厚度为18,总原子数为367。掺杂硼原子以替位方式存在,掺杂比例为1/16。通过第一性原理计算研究了硼单原子掺杂深度对金刚石（111）表面sp3态到sp2态价键重构作用效果的影响。只有当掺杂硼单原子取代第四层、第五层碳原子后,在金刚石（111）表面第一双分子层位于硼原子正上方处局部形成六边形类石墨烯结构,与下层结构之间的间距分别为2.32A和2.45A,并且第五层掺杂下硼原子顶部的碳原子与第三层相邻的三个碳原子之间形成sp2杂化键,3/16碳原子悬空键被消除;掺硼单原子处于不同位置时,金刚石（111）表面呈现的价键重构效果相同,只是形成六边形类石墨烯结构的位置不同。 （3）在硼单原子掺杂模型的基础上构建了金刚石（111）的多掺模型,掺杂原子比例为1/8,通过第一性原理计算研究了多个掺杂原子的不同掺杂位置下金刚石（111）表面的价键重构情况,确定了多个掺杂原子的掺杂方式。对掺杂层数为一、三、五、七的几种掺杂情况进行位置相邻以及位置不相邻两种掺杂,发现与位置相邻情况的几何优化计算结果相比,位置不相邻的情况下金刚石（111）表面发生了极为复杂的价键重构行为,价键杂乱没有规律。 （4）在掺杂原子比例为1/8的多掺杂模型的基础上,构建了掺杂比例为1/4的金刚石（111）硼掺杂模型,通过第一性原理计算研究了使金刚石（111）第一双分子层完全石墨化的有效掺杂位置和掺杂数量。当第五层中1/4的碳原子被硼原子取代后,发生了金刚石sp3到石墨烯sp2的结构相变,石墨烯和金刚石（111）衬底分离,距离为3.27（?）,与石墨层间距3.35（?）接近。从第七层的掺杂开始,掺杂原子对金刚石（111）表面的影响基本趋于稳定。第一双分子层完全石墨化的条件为每个掺杂硼原子需要使第二双分子层四个碳原子由sp3态转为sp2态,进而使多个六边形类石墨烯结构结合形成石墨烯。1/4比例硼原子掺杂数量是第一双分子层完全转化为石墨烯的数值下限。根据此结论,将掺杂原子硼的数量提高到1/2比例时,第一双分子层也完全石墨化,石墨烯与金刚石（111）衬底距离为3.42A。

关键词： 柔性染料敏化太阳能电池   对电极   石墨烯   镍钴硒化合物   复合材料  

摘要： 在当前能源危机和环境污染问题日益严峻的背景下,太阳能因其清洁、可再生的特点成为替代化石燃料的首选新能源。染料敏化太阳能电池(FDSSCs)作为将太阳能转换为电能的设备,其生产成本与转换效率一直是研究的重点方向。对电极是染料敏化太阳能电池的重要组成部分,其作用为传输外电路电子与催化电解质的还原。在过去的研究中,铂对电极导电性与催化性能突出,被作为标准对电极材料。然而铂的价格高昂,因此无法进行铂电池的大规模成产与制造。复合材料对电极同时具备其组成材料的优点,且能相互弥补各材料性能上的不足,成为现在代替铂的热门研究方向。石墨烯与过渡金属化合物材料都具有低成本、易制备和性能优良等优点,石墨烯具有的高导电性但其催化性能差,过渡金属化合物具有高催化活性但导电性差,两种材料可以形成良好的互补。对两种材料进行复合制备得到的复合材料拥有两者共同的优点,是替代铂作为电极材料的不错选择。本文通过两种实验方法制备了两种不同形貌结构的NiCoSe,与氮掺杂石墨烯复合后制备NiCoSe/NG柔性对电极,对其进行形貌表征与电化学性能的测试与分析。 具体研究内容与结果如下: (1)使用水热法制备氮掺杂石墨烯,使用溶剂热法在FTO导电玻璃上制备NiCoSe,复合后得到NiCoSe/NG。使用扫描电镜进行微观形貌分析,我们发现NiCoSe呈纳米球状结构,均匀的附着在了氮杂石墨烯的表面上。对NiCoSe、NG、NiCoSe/NG和Pt对电极组装的电池进行电化学测试,结果表明NiCoSe/NG复合材料的电化学性能和光电转换功率(6.1%)高于单一的NiCoSe(2.0%)与NG(5.0%),较Pt电极(6.9%)仍有一定差距,说明NiCoSe/NG复合材料在对电极的研究上有发展空间。 (2)使用一步水热法在柔性基底上直接制备NiCoSe/NG复合对电极。使用扫描电镜对制备的复合材料进行微观形貌分析,可以看出NiCoSe/NG中的NiCoSe出现以氮杂石墨烯为核心,在氮杂石墨烯表面上生长的密集杂乱的纳米线结构。对NiCoSe、NG、NiCoSe/NG和Pt对电极组装的电池进行电化学测试,结果表明NiCoSe/NG的电化学性能与光电转换效率(6.4%)明显高于单一的NG(5.0%)与NiCoSe(3.0%),更加接近作为对比的Pt对电极光电性能(6.9%)。但是NiCoSe/NG复合材料具有价格低廉、储量丰富、制备简单的优点,可作为替代Pt的一个极具性价比的选择。

关键词： 金属玻璃   石墨烯   纳米压痕   纳米划痕   分子动力学  

摘要： 金属玻璃（MG）由于其优异的力学、物理、化学性能,被广泛应用于各个领域,但由于剪切带的快速传播,金属玻璃容易发生灾难性破坏,限制其潜在应用。通过添加增强相可以有效阻碍剪切带的传播,二维晶体材料石墨烯（gr）不仅比表面积大、熔点低,而且强度高、导电导热性能好,常被作为增强相添加至金属基体中。将石墨烯和金属玻璃结合得到复合材料,不仅可以阻碍剪切带的扩展和增强金属玻璃的力学性能,还能产生新的协同作用,显著提高复合材料的性能,从而应用于军事、航天和微电子技术等领域。本文建立金属玻璃/石墨烯复合材料模型,采用分子动力学（MD）模拟方法研究其在压痕和划痕作用下的力学性能和影响因素。主要内容有以下四个部分: （1）在低温和室温下对金属玻璃进行压痕模拟后发现,室温下,金属玻璃的承载能力较低。主要是因为金属玻璃在室温下,结构发生微塑性转变,产生剪切带,使得材料发生屈服。为了提高材料的承载能力,建立金属玻璃-石墨烯-金属玻璃堆叠而成的“三明治”结构模型（MG/gr/MG）和石墨烯覆盖于金属玻璃上表面的复合材料模型（MG/gr）,探究石墨烯作用机理的同时,讨论石墨烯间距和层数对压痕性能的影响。结果表明,石墨烯添加后,两种模型的承压能力得到不同程度的提升,但石墨烯的作用机制有所差异。对于MG/gr/MG模型,石墨烯与金属玻璃形成的界面为剪切转变区（STZ）提供场所的同时也阻碍了剪切带的扩展。石墨烯中心处随着压头的深入向下凹陷,形成“网兜”状与下层石墨烯接近,共同承担来自压头的荷载,石墨烯间距越小,在提升材料承压能力和硬度方面越显著。对于MG/gr模型,石墨烯能够提升材料的荷载不仅与石墨烯的高承载能力有关,还与复合材料承载面积的扩大有关。石墨烯层数增加,复合材料的极限荷载也随之增加。 （2）对于上表面一层石墨烯的MG/gr-1模型,还讨论了压头特征（压头速度、压头半径和压头形状）对其压痕性能的影响。模拟表明,四种不同压头速度下,复合材料的极限荷载变化不大,说明速度对复合材料的影响不大。压头半径越大,极限荷载也就越大,且石墨烯发生破坏时的临界压痕位移越大,意味着压头需要向更深处运动才能使石墨烯发生破坏。在球形和圆锥形两种不同压头形状下,球形压头作用下的极限荷载较大,且石墨烯发生破坏是部分脱落,荷载急剧下降;在圆锥形压头下,石墨烯是中心点发生破坏,随着压头进一步压入,石墨烯破坏区域逐渐扩大,直至压头穿过石墨烯。 （3）CuxZr100-x（x=50,54,60,64）金属玻璃中,摩擦系数随着Cu含量的增加呈现“先减小后增加”的规律,四种金属玻璃中Cu60Zr40摩擦系数最小,最耐磨。将Cu50Zr50模型和石墨烯间距δ为1nm的MG/gr/MG-1模型进行对比后发现,在相同的划痕深度下,含石墨烯的MG/gr/MG-1基体是提升法向荷载力来降低摩擦系数。模拟发现,石墨烯间距存在阈值,当小于阈值时,其法向力会增加,摩擦系数会减小;当大于阈值时,其法向力和摩擦系数与Cu50Zr50的接近。 （4）对于MG/gr/MG-1模型,还讨论了探针特征（划痕深度、划痕速度以及探针形状）对其划痕性能的影响。模拟表明,在不同划痕深度下,Cu50Zr50和MG/gr/MG-1摩擦系数的变化规律不一致,Cu50Zr50的摩擦系数随着划痕深度的增加而增加,而MG/gr/MG-1的摩擦系数随着划痕深度的增加而减小。同时发现,划痕速度对MG/gr/MG-1摩擦性能有一定影响,其摩擦力和摩擦系数随着划痕速度的增加而增加。采用球形和圆锥形两种探针对MG/gr/MG-1进行划痕模拟后发现,球形探针下,MG/gr/MG-1的法向力和摩擦力更大,摩擦系数更小,更耐磨。

关键词： 二碲化钼   石墨烯   异质结   化学气相沉积   磁控溅射   光电探测器  

摘要： 为了满足现代社会信息技术的快速发展,对新型光电探测器的性能提出了更严格的要求。不仅需要更小的尺寸,以便集成化的要求,还需要超宽的检测范围、较快的采集速度和较低的制备成本,这些要求使得对新型光电探测器的研究刻不容缓。本文也旨在寻找新型二维光电材料,以制备出高性能、低成本的光电探测器。石墨烯作为二维半导体材料中的佼佼者,零带隙结构、超高的载流子迁移率以及全谱响应等优点使其被广泛研究。但极低的光吸收和较弱的光响应一直限制其发展,而过渡金属硫族化合物(TMDs)中的新型光电材料二碲化钼（Mo Te2）禁带宽度只有1.1～1.3 e V,使其在可见光和红外光范围内有良好吸收率,作为主吸光材料刚好弥补石墨烯光吸收差、响应度小的缺点。为此,本文研究了二维光电材料石墨烯和二碲化钼制备与工艺参数优化,搭建二碲化钼/石墨烯异质结光电探测器,研究了二碲化钼/石墨烯异质结光电探测的光电探测性能与应用潜力。主要研究成果如下: 1、化学气相沉积法（CVD）生长石墨烯的工艺优化。通过增加高温氢气氛围下的热处理,使得生长的石墨烯特性明显提升、褶皱和缺陷大量减少,平均电阻率降低至83.8?·cm。 2、探索了射频磁控溅射法（PVD）制备二碲化钼薄膜的最佳生长工艺条件。研究了不同溅射功率、溅射时间和衬底温度对二碲化钼薄膜特性的影响。XPS、AFM、拉曼光谱、吸收谱、电阻率等综合测试结果表明,溅射功率为100 W、衬底温度为573 K、溅射时间为10 min条件下可以制备出特性最好的二碲化钼薄膜,其原子化学计量比为Mo Te2.08、平均电阻率为12.9?·cm、主要含2H-Mo Te2相、粗糙度小于0.110 nm。 3、搭建二碲化钼/石墨烯异质结光电探测器,并对其光电性能进行探究。探究了不同电极材料和石墨烯的接触情况,发现相比于银电极,钛电极与石墨烯之间形成欧姆接触且接触电阻更低。分析了不同感光面积对二碲化钼/石墨烯异质结光电探测器暗电流和光电流的影响,发现随着感光面积的增大,器件暗电流也随之增加,但光电流在增大到饱和光电流后不再增加。感光面积为0.49 cm2二碲化钼/石墨烯异质结光电探测器表现出了最佳的暗电流与光电流,光响应特性最好。 4、二碲化钼/石墨烯异质结光电探测器的性能参数分析。对最佳制备工艺条件下制备的二碲化钼/石墨烯光电探测器的暗电流、光谱响应、功率响应、响应时间、稳定性测试结果表明,本文制备的二碲化钼/石墨烯异质结光电探测器暗电流可达5.79×10-11 A,与文献中二硫化钼基光电探测器暗电流相比,降低了三个数量级。理想因子为2.13,势垒高度为0.8773 V。在使用570 nm光源照射时,器件的响应度为32.05 m A/W,比探测度为3.076×1010 Jones,外量子效率最高为36.9%,开关比最大为114.05,响应时间为20.11 ms,回复时间为19.73 ms。

关键词： 石墨烯   掺杂   微波还原   电磁特性   电磁波吸收  

摘要： 5G电子通讯设备和雷达在工业、商业以及军事领域的广泛应用全面展现了我国在高新技术和国防力量方面的强大实力。越来越多的科研人员致力于各类电磁装备和多样化电磁功能材料的研发。然而,随着信息技术的飞速发展和信息传播渠道的日益便捷,电磁干扰和信息泄露的风险也日益凸显,电磁污染问题随之成为亟需解决的挑战。厚度薄、质量轻、吸收频带宽、吸收性能强而稳定的新型电磁波吸收材料有望满足当前的应用需求。二维轻质石墨烯凭借卓越的理化特性和机械性能,成为一种极具发展前景的电磁波吸收材料。然而,纯石墨烯单一的能量损耗机制难以满足阻抗匹配要求,严重限制了其在电磁波吸收领域的应用。目前的普遍策略是将其与其它具有不同电磁损耗特性的材料结合,优化阻抗匹配性能的同时引入多元化的能量损耗路径。然而,这一策略极大劣化了石墨烯固有的轻质特点与电子特性优势,迄今为止,针对石墨烯电子性质调控的研究较少,且电磁波吸收性能提升有限。本研究专注于石墨烯片层结构和电子特性的调控,探究改善阻抗匹配和衰减特性的有效策略,优化石墨烯基纳米材料的电磁波吸收性能。研究内容和主要结论如下: 针对目前广泛使用的液相还原技术存在的石墨烯片层团聚的难题,本研究聚焦于石墨烯的高效高质量还原方式,利用固相微波制备技术,通过设计微波处理的工艺参数,有效调节氧化石墨烯（GO）的片层形貌与结构特性,进而有效调控还原氧化石墨烯（rGO）的电磁参数。在微波功率350 W、微波处理时间12 s的实验条件制备得到性能优异的rGO材料(rGOMW350),在其极低填充率（仅为1 wt.%）以及材料厚度仅为2.5 mm时,有效吸收带宽EABmax达到6.04 GHz（11.78-17.82 GHz）。得益于微波功率和微波时间的可调节性,rGO的片层结构与官能团缺陷程度得以有效控制,二者协同作用显著改善了体系的阻抗匹配和衰减性能,实现了电磁波吸收性能的高效优化。理论研究方面,探究微波功率和时间参数对rGO微观形貌和结构的影响规律,揭示了微波参数、微观结构与电磁波吸收性能间的相互关系。本研究从材料制备角度为高性能纯石墨烯电磁波吸收材料的开发提供全新思路。 针对石墨烯的电子性质调控难题,本研究利用高电负性N原子在还原石墨烯的同时进行掺杂,利用N原子的孤对电子与石墨烯的π电子间的相互作用,调节氮掺杂还原氧化石墨烯（N/rGO）的电子结构,有效调控体系的损耗特性,优化其电磁波吸收性能。通过改变微波时间,调节N掺杂构型的比例,有效调控电磁参数,在N掺杂前驱体为2-甲基咪唑、微波功率350 W以及微波处理时间10 s的实验条件制备得到性能优异的ND/rGO-10。在其极低填充率（仅为1 wt.%）以及材料厚度为2.5 mm时,EABmax达到6.62 GHz（11.14-17.76 GHz）。N掺杂破坏结构对称性,诱导体系电子在电磁场作用下发生微观偏移,电子自旋对称性破坏导致掺杂区域的电荷分离,引起极化损耗;N/rGO独特二维层状结构有助于电子的传输,通过产生微小电流增强导电损耗。此外,基于碳载体上不同类型的N掺杂构型引发电子偏移程度的差异性,本研究还探讨了不同N掺杂构型比例对N/rGO电磁波吸收性能的影响规律,揭示了N掺杂构型、微观结构与电磁波吸收性能间的相互关系。本研究从电子结构调控角度为高性能特定构型N/rGO电磁波吸收材料的开发提供了新方案。 聚焦金属原子修饰rGO触发独特电磁效应,利用Fe原子价层d轨道未填充满的独特电子结构特性,构建了一种原子尺度的高跃迁偶极子。具体地,借助微波制备技术,调节原料投料比,调控体系中Fe原子的分布形态,包括Fe单原子（Fe SAs）、小尺寸Fe亚纳米团簇（Fe SNCs）和纳米Fe团簇（Fe NCs）,构建高跃迁偶极子。得益于特定结构设计,同时具有Fe SAs和Fe SNCs两种原子分布形态的Fe SAs+SNCs/rGO在极低填充率（仅1 wt.%）显示出优异电磁波吸收性能,在2.3 mm厚度,RLmin达到-62.26 d B,EABmax达到6.32 GHz。通过调控原子分布形态,引发表面等离子体共振,使电磁场高度局域,触发Fe SAs和Fe SNCs两种局域等离子体共振模式的耦合效应,有效提升体系极化损耗。Fe原子簇的尺寸会影响Fe/rGO中Feδ+的电子结构,在Fe SAs+SNCs/rGO结构中,Fe原子相邻的C原子周围积累更多负电荷,高浓度的电子以迁移和跳跃方式沿Fe/rGO接触点转移到rGO,有效提升了体系电子传输效率,显著增强体系导电损耗。本研究从原子尺度为高性能Fe/rGO电磁波吸收材料的优化设计提供了一种新策略。

关键词： 骨关节炎   Pickering乳液   功能化氧化石墨烯   润滑   药物释放  

摘要： 骨关节炎是力学和生物学等多因素导致的退行性关节疾病,常表现为润滑异常、滑膜炎症、软骨损伤等症状,严重影响患者生活。目前临床上常用的透明质酸注射剂仅具有单一的润滑功能,且效果不佳。本文基于Pickering乳液具有封装功能优异和润滑性能出色等优点,从改善关节润滑和缓释给药两方面出发,提出利用功能化氧化石墨烯稳定植物精油以构建针对骨关节炎的多功效Pickering乳液载药体系。本文的主要内容如下: (1)比较了氧化石墨烯(Graphene oxide,GO)和富勒醇(Fullerenol,Fol)作为生物润滑添加剂在常用人工关节配副Ti6Al4V-Ti6Al4V和Ti6Al4V-UHMWPE中的润滑性能。结果表明,Fol生物润滑添加剂仅在Ti6Al4V-UHMWPE摩擦副中具有减摩性能,而GO生物润滑添加剂在两种关节摩擦副中均具有优异的减摩性能。 (2)选择在人工关节配副中具有优异润滑性能的GO作为Pickering乳液的稳定剂,探究了GO浓度与油水比对植物精油(当归油、丁香油)Pickering乳液稳定性的影响,并通过摩擦实验讨论了两种乳液在不同摩擦条件下的润滑性能。结果表明,当归油体积分数为20%,丁香油体积分数为10%,GO浓度为6 mg/mL时,两种乳液均表现出优异的稳定性。两种乳液在关节摩擦副中均具有优异的润滑性能,其中在Ti6Al4V-UHMWPE摩擦副中,与水的平均摩擦系数相比,当归油Pickering乳液最大降低了78%,丁香油Pickering乳液最大降低了77%;但是丁香油Pickering乳液的抗磨性能明显优于当归油Pickering乳液。抗氧化结果表明,丁香油Pickering乳液对DPPH自由基和ABTS自由基的清除作用均优于当归油Pickering乳液。 (3)利用透明质酸和磷脂酰乙醇胺对GO进行功能化改性,进一步制备了功能化GO稳定的丁香油Pickering乳液(JGO-Pickering乳液),结果表明JGO-Pickering乳液的稳定性明显提升。利用JGO-Pickering乳液作为载药体系对青藤碱进行负载,并评价了其润滑性能、体外释放以及细胞毒性。结果表明,在Ti6Al4V-UHMWPE摩擦副和天然软骨界面中,所制备的负载青藤碱JGO-Pickering乳液的平均摩擦系数相较于临床上常用的透明质酸分别降低了73%和31%,表现出优异的润滑性能。此外,负载青藤碱JGO-Pickering乳液同时体现出明显的缓释效果以及良好的生物相容性。 综上所述,本文所开发的Pickering乳液载药体系具有优异的关节润滑性能和良好的药物缓释功能,为新型关节润滑剂的开发提供了一定的理论基础,表现出广阔的应用前景。

关键词： 锭子   高熵合金   表面涂层   摩擦性能   石墨烯  

摘要： 纺纱锭子是粗纱机、细纱机和捻线机等纺纱机械中用量极大且不可或缺的易损部,随着科学技术的发展,目前纺纱锭子在服役期间的回转速度已高达14000至25000r/min。然而,长期高速回转引起的振动、冲击和摩擦作用会使锭子锭尖接触界面磨损大大增加,导致锭子在工作时产生的噪声很大,锭子的寿命也迅速降低,从而阻碍了纺机向高速化、智能化、节能化迈进的步伐。为解决这一问题,本文提出一种在锭尖表面构筑Al0.1CoCrFeNi高熵合金（HEA）涂层的方法,并采用分子动力学模拟与实验结合的手段研究了涂层在不同服役条件下的摩擦力学性能。为进一步提升涂层的耐磨性,本文还在涂层表面增添了石墨烯（Gr）薄膜。主要研究内容如下: （1）采用分子动力学模拟方法,研究锭尖表面Al0.1CoCrFeNi HEA涂层在不同工作条件下的摩擦力学性能。分别讨论了不同压头下压深度、摩擦速度和摩擦温度对摩擦力学性能的影响。并将单晶HEA涂层和多晶HEA涂层进行了对比分析,探究了晶粒数量对摩擦力学性能的影响,揭示了晶粒数量对Al0.1CoCrFeNi HEA涂层摩擦性能强化机制。 （2）采用分子动力学方法,模拟了Gr/Al0.1CoCrFeNi HEA涂层的纳米压痕和纳米划痕过程,研究了Gr/Al0.1CoCrFeNi HEA涂层的摩擦性能和Gr对Al0.1CoCrFeNi HEA涂层的保护性能。讨论了Gr层数、压头下压深度、摩擦速度对摩擦系数和摩擦力学性能的影响,通过形貌分析、应变分析、位错分析以及应力分析深入探究了Gr对Al0.1CoCrFeNi HEA的强化机制,讨论了在不同加载条件下Gr对Gr/Al0.1CoCrFeNi HEA涂层的摩擦系数、承载力、硬度以及应力等影响。 （3）开展了锭尖基体材料和Al0.1CoCrFeNi HEA涂层摩擦磨损实验,对比分析磨损后表面形貌特征以及磨损机制,并将实验检测结果与模拟结果进行对比分析,从而验证了模拟结果的准确性。 （4）开展了Gr/Al0.1CoCrFeNi HEA涂层纳米压痕和划痕实验,检测了涂层的表面质量和划痕宽度,定性的验证了Gr对Al0.1CoCrFeNi HEA涂层保护作用,揭示了Gr对Al0.1CoCrFeNi HEA涂层强化机制,并将实验结果与模拟仿真结果进行对比验证,从而表明了模型的正确性。