纳米材料的相变与通常晶粒的相变有不同的规律.该文通过理论和实验研究,初步探索纳米金属和合金的结构稳定性及相变特征.1.分别采用普适状态方程和准谐德拜近似对Co的fcc与hcp结构和Fe的fcc与bcc结构的界面能进行了计算,结果表明同一种元素不同结构的界面能有差异,它们的界面能是过剩体各△V的函数.2.基于Cahn和Larche提出的相平衡表面应力的概念以及Gurtin和Murdoch提出的界面平衡方程,该文提出了在一个无限大多晶基体中一个小晶粒内的形核模型,推导出了均匀球对称体系中仅有膨胀应变的应变能和相应表面能的解析表达式.然后根据马氏体相变的特点,将切应变及马氏体形状的影响考虑进去,以Fe和Fe-30Ni合金纳米晶体为例分别计算了同素异构相变和马氏体相变的形核能垒和临界形核尺寸,结果表明,随着晶粒尺寸的减少,新相的形核能垒和临界形核尺寸增大.3.通过对马氏体相变在母相中产生的应力场的计算知,在一些特定方向晶态应力可以促发母相中其它部分马氏体核胚的长大,导致了马氏体相变的自促发效应.4.为研究Fe-Ni合金的相变,运用修正嵌入原子法（MEAM）系统地计算了该俣金中面心立方和体心立方两种结构的有序相和无序相能量.5.应用TEM对室温和773K磁控溅射制备的各种成分Fe-Ni纳米颗粒膜的结构进行了研究.6.将界面能引入纳米晶共析反应的自由能计算中,解释了纳米晶在平衡态时,单相区扩大（两相区缩小）的原因是界面能减小了共析分解的驱动力,并由此计算了Fe-Ni纳米晶中相区的成分范围.7.对室温和773K磁控溅射的Co纳米颗粒薄膜的TEM研究表明,在平均尺寸10～60纳米尺寸范围内,Co为fcc和hcp两相共存,但以fcc为主.8.TEM成像和电子衍射花样揭示了由室温磁溅射制备的Fe-Ni合金其晶粒尺寸约为10纳米,尤其是在两相区的晶粒更小,并伴随更多的非晶存在.采用Miedema的模型对纳米晶界和非晶态的Gibbs自由能的计算表明：晶界能高于非晶态自由能是非晶态可形成的驱动力.晶粒尺寸的减小,晶界增加,更有利于非晶的形成.