为了追求更高的能量与更优良的燃烧性能,纳米金属粉末现已被广泛应用于含能体系中如推进剂、火药等。纳米材料不同于传统材料,由于具有表面效应等,其力学性能与热学稳定性与粒子尺寸与形状密切相关。因此纳米金属粉在实际作用于含能体系中时,需要考虑原子堆积结构随温度及压缩作用的变化。Al以其储备丰富且易制备等诸多优点具有广泛的应用。Al纳米金属粉末则以其优良的性能在能源产业和含能体系中具有广阔的应用前景。为了解决实际需求,深入研究温度、外力以及粒子尺寸对Al纳米粒子内原子堆积结构变化的影响就显得十分重要。本文采用分子动力学的方法,在原子尺度上对粒径不同的近40个Al纳米粒子进行模拟。模拟了 Al纳米粒子进行连续升温过程以及分别在300K和500K温度下受到单向压缩作用过程。通过结合Al纳米粒子的原子平均势能、对分布函数、原子堆积结构以及键对分析技术等方面进行对比分析,研究工作取得以下成果:Al纳米粒子的熔化温度小于Al块体的熔化温度,随着Al纳米粒子的粒径增大,其熔化温度逐渐接近块体的值。在较低温度下,表面原子会发生迁移与重排,而内部原子只会围绕晶格点阵进行热振动,粒子的形状发生改变。在较高温度下,原子完全脱离平衡位置,粒子发生融化。在300K温度下施加载荷较小时,上下表面原子会被挤压入次外表面层,而内部原子仍保持面心立方结构。施加载荷较大时,内部原子开始产生滑动,粒子内产生大量的缺陷以及原子面的错排,Al纳米粒子的形状出现明显的受压变形。Al纳米粒子的粒径越大对载荷的抵抗力也越大。各表面的对载荷的抵抗力也各有差异。低于熔点的较高温度下施加载荷,表面原子会发生重排,内部原子较室温下更易于滑移,粒子内部原子错排的数量明显减少。在温度升高的情况下Al纳米粒子对载荷的抵抗力下降。