2014年合成的单层黑磷,以其卓越的光电特性成为了目前炙手可热的二维材料。考虑到纳米管(一维材料)在纳米机电设备中的重要作用,提前预测黑磷纳米管稳定性变得十分重要。本文采用分子动力学方法研究扶手型和锯齿型黑磷纳米管的稳定性,获得如下成果:(1)分析了两类黑磷纳米管的热稳定性。单层黑磷为褶皱状结构,这使得方形黑磷沿褶皱方向卷曲形成扶手型纳米管与沿垂直方向卷曲成锯齿形纳米管具有不同的弯曲内应力。结构的稳定性存在显著差异。此外,在有限温度下,黑磷纳米管中磷原子的热振荡进一步改变键长和键角。并且,键长和键角的改变量会随着温度上升而上升,剧烈的热振荡会对结构造成随机破坏。结果表明扶手形纳米管破坏的主因是弯曲造成外层磷-磷键的破坏和内层原子之间的相互吸引共同引起。锯齿形黑磷纳米管破坏的主因是处于纳米管中间位置的键角因热振荡造成的失稳,进而引起键的断裂,以及结构破坏。在相同的温度下,扶手型黑磷管的临界半径远低于锯齿型黑磷管的临界半径;(2)分析扶手型黑磷管在NVT系综下受到轴向压缩时的强度与稳定性。考察了管径、长度、加载速度和温度对管的强度与稳定性的影响。受压过程中,黑磷纳米管首先屈曲然后破损。相同长径比的纳米管,管径越大,应力峰值越小。相同管径的纳米管,长度越长,应力峰值越小,达到破坏时的压缩应变越低。温度越高,则黑磷纳米管的强度和稳定性越弱;(3)分析了黑磷纳米管和碳纳米管组成的复合管的强度与稳定性。考察了环境温度、长径比和组合方式对强度和稳定性的影响。结果表明在管间范德华力作用下,内外管协同变形,一个管的屈曲会干扰并促使另外一个纳米管迅速屈曲。屈曲后,黑磷管中局部变形显著位置磷-磷键断裂,强度达到极限;而碳纳米管屈曲后管壁不会破坏,而是产生更大变形。但屈曲后,两个管的轴向应力迅速下降。当黑磷纳米管作为外管,碳纳米管为内管时,复合管有着更高的应力峰值。与单一黑磷纳米管相比,两管间的范德华力的相互作用使得复合管中的黑磷管具有更高的压缩应变。复合纳米管的强度随着温度的增加而下降,稳定性对温度的依赖性没有单管时显著。