团簇由于其不同于块体的独特物理化学性质,在各个领域被广泛应用。金属团簇的热力学行为作为金属团簇非常有趣的性质,是一个非常重要的研究领域。团簇的热力学行为研究包括熔点,结构的动力学稳定性,熔化过程中的结构变化等。因此近几十年来,人们对金属团簇,尤其对金属团簇的热动力学行为进行了大量的研究。本文通过利用分子动力学模拟方法在较大尺寸和元素类型范围内对金属团簇的熔化行为进行了详细的研究。研究内容和研究结果如下:(1)研究了闭壳层结构的Aln(n<10000)团簇的熔化行为。对于各给定尺寸团簇,均考虑了三种不同的初始结构:高对称性密堆积满壳层的Ih、Oh结构及退火结构。在所研究团簇尺寸范围内,二十面体(Ih)结构均显示出高的动力学稳定性,在团簇完全熔化前无结构转变发生;Oh结构的动力学稳定性与团簇尺寸(团簇所包含原子数)密切相关:在团簇尺寸较小(1000个原子以内)时Oh结构不稳定(熔化前会发生向类Ih结构的转变);在中间尺寸(1000~2000原子间)时Oh结构动力学稳定性发生转变,相应于一个过渡区域;在团簇尺寸较大(2000原子以上)时Oh结构显示出完整的动力学稳定性;在包含50原子以上时,团簇熔点随尺寸变化基本上呈现出单调变化趋势,而在包含约200以上原子时,Al团簇熔点与团簇尺寸的负三分之一次方呈现出近似的线性关系。(2)在较大尺寸和元素种类范围内对不同的Mn(M=Mg,Al,Ti,Co,Ni,Cu,Zr,Rh,Pd,Ag,Ir,Pt,Au和Pb;n=13,55,147)团簇的熔化行为做了分子动力学模拟并进行了比较。对于有些团簇,由于在熔化过程中有较多低能结构之间的竞争,其比热曲线出现振荡现象而没有明显的单峰。而低能结构动力学稳定性较强的团簇比热曲线则很规则出现了单峰;对于同一个尺寸,团簇熔点随原子序数的变化出现振荡,基本无规律可循。然而不同尺寸(13,55,147)及块体之间,熔点随原子序数的变化趋势基本相同;对于尺寸比较小的团簇Oh结构动力学稳定性很弱,熔化之前甚至初始温度下很容易转变为Ih结构。当尺寸增大到一定程度时Oh结构稳定足以让它在完全熔化之前基本保持原来的结构。而在这两种尺寸范围之间有一个过渡尺寸范围。在这个尺寸范围内,Oh结构向Ih结构的转变行为表现出了随机性。不同金属所对应的过渡尺寸范围不尽相同。对于不同的金属元素可以根据其Gupta势参数判断过渡尺寸范围。