铁纳米粒子在磁存储、生物医学、催化剂等领域有着广阔的应用前景。众所周知，块体铁在自然环境下呈现为体心立方结构(bcc)，当温度高于1185K时，块体铁会相转变为面心立方结构(fcc)。Bcc结构的铁纳米粒子可以利用热分解或者电化学等方法得到。目前已有许多研究者从理论和实验上开展了bcc结构铁纳米粒子的研究。近年来，实验上人工合成了具有孪晶结构的fcc铁纳米粒子，但是理论上有关fcc结构铁纳米粒子的热稳定性的研究还十分少见。因此本文采用分子动力学方法对fcc铁纳米粒子的性质进行了计算模拟，研究了升温和降温过程中fcc铁纳米粒子的能量和结构演变，及它们的熔化、凝固、并合等热力学行为。　　 对fcc铁纳米粒子在常温(300K)和升温过程能量特征的分子动力学模拟研究表明，常温下fcc结构的铁纳米粒子能稳定存在，表面原子的能量要明显高于粒子内部原子的能量。在升温过程中，铁纳米粒子的fcc相会相变为bcc相，相变的温度与粒子直径的倒数成线性关系。结构相变导致粒子形状由球形转变为椭球形。相变后直到粒子开始熔化前，不再有其它相变的发生。熔化开始于粒子表面再向内部传播，完全熔化的温度与粒子直径的倒数成线性关系。对完全熔化的铁纳米粒子的降温模拟表明，纳米粒子最终会凝固成bcc结构。　　 对两个大小不同的fcc结构的铁纳米粒子的并合过程的分子动力学模拟表明：纳米粒子并合体系在接触区出现颈部的生长，随后颈部原子从无序化变为有序化。两个纳米粒子之间会发生相对转动使接触区原子的晶向趋于一致。并合过程中，原子从不稳定的曲率大的区域的向曲率小的地方传播，导致颈部增长并且缩短。最后，两个粒子并合成一个熔化的液态粒子。