设计(论文)的基本内容：

1.比较两种纯铜的载荷-位移曲线；测量纯铜退火后的临界载荷（测量值）和临界压深，并通过相关公式计算临界载荷（计算值）和临界切应力；

2.比较覆石墨烯纯铜和纯铜的杨氏模量和硬度；通过比较纯铜和覆石墨烯纯铜的残余压痕深度与最大压痕深度的比值，得到石墨烯对纯铜弹性变形的影响。

本研究旨在通过纯铜及覆石墨烯纯铜纳米力学行为对比研究，考察单层石墨烯对纯铜力学相应的影响规律，为石墨烯纳米力学应用提供数据支撑。

实验纯铜铜箔作为纯铜样品，采用化学气相沉积法（CVD），在纯铜铜箔上沉积石墨烯，制得覆石墨烯铜箔样品；采用相同的工艺参数，不加碳源制备退火铜箔样品。采用纳米压痕仪研究退火纯铜和覆石墨烯纯铜的纳米力学性能。采用扫描电子显微镜

（SEM）、电子背散射衍射（EBSD）对两种样品的形貌、晶粒取向和晶粒大小。通过本实验的结果与讨论，得到以下结论：

（1）纳米压痕实验能够探测到退火纯铜的塑性应变突发现象，其发生初始塑性变形的临界载荷约为 80 µN ，临界切应力为 14 GPa，而覆石墨烯纯铜无此现象发生；

（2）退火纯铜的杨氏模量和硬度分别为 20 GPa 和 1.0 GPa，而覆石墨烯纯铜的杨

氏模量显著提高为 120 GPa，其硬度提高到 1.7 GPa；

（3）在纳米压痕测试中，石墨烯能够对其生长基底纯铜的变形恢复产生影响。

本研究的意义和内容

本研究旨在通过纯铜及覆石墨烯纯铜纳米力学行为对比研究，考察单层石墨烯对纯铜力学性能相应的影响规律，为石墨烯纳米力学应用提供数据支撑。

本研究开展如下几个方面的研究工作：

（1）比较两种纯铜的载荷-位移曲线，得到石墨烯对纯铜刚度、残余压痕深度和最大压痕深度的影响；

（2）测量纯铜退火后的临界载荷（测量值）和临界压深，并通过相关公式计算临界载荷（计算值）和临界切应力；

（3）比较覆石墨烯纯铜和纯铜的杨氏模量和硬度；

（4）通过比较纯铜和覆石墨烯纯铜的残余压痕深度与最大压痕深度的比值，得到石墨烯对纯铜弹性变形的影响。

通过本实验的结果与讨论，得到以下结论：

（1）纳米压痕实验能够探测到退火纯铜的塑性应变突发现象，其发生初始塑性变形的临界载荷约为 80 µN，临界切应力为 7.5 GPa，而覆石墨烯纯铜无此现象发生；

（2）退火纯铜的杨氏模量和硬度分别为 20 GPa 和 1.0 GPa，而覆石墨烯纯铜的杨

氏模量显著提高为 120 GPa，其硬度提高到 1.7 GPa；

在纳米压痕测试中，石墨烯能够对其生长基底纯铜的变形恢复产生影响。