本论文主要研究纳米晶体材料的热力学稳定性和结构相变,在经典热力学基础上引入尺寸D这个新变量,考虑表面能γ,表面应力f和外压力Pex对总的吉布斯自由能G的贡献,总结并建立了纳米晶体结构相变的热力学模型,表面能与表面应力的定量计算是该模型成立的前提,利用计算机模拟或断键理论模型可以定量的计算表面能,通过一级近似表面应力约等于固液界面应力计算表面应力。此模型可以用来描述尺寸依赖的相变温度,尺寸依赖的相变压力。本论文应用此模型分别讨论了:纳米半导体CdSe和ZnO随尺寸的减小相变压力的变化规律; ZrO2, Al2O3,TiO2,Fe2O3四种氧化物在纳米时的结构稳定性和它们尺寸依赖的相变温度函数;尺寸、维数和各项异性对s-ZnS和w-ZnS相变温度和相变压力的影响;金属Fe的稳定性和结构相变,表面、界面和晶界对纳米Fe的fcc结构在室温的临界尺寸的影响;得到了纳米金刚石和纳米石墨,纳米金刚石和富勒烯之间的相变温度与尺寸的函数,建立了纳米碳尺寸依赖的温度压力相图;实验结果和我们的模型预测结果具有很好的一致性,这也验证了我们模型的正确性。