中文摘要：

作为超高密度磁记录和信息储存介质的重要候选材料, Co纳米晶体制备及其组装技术（超晶格）成为新材料及材料物理领域的研究热点。大量的实验研究表明，纳米尺度的Co晶体在室温往往以亚稳结构（FCC结构）出现，而不是通常的平衡结构（HCP结构），其机理一直不清楚。根据我们对纳米金属相变特征的研究及近期的初步探索，认为纳米Co晶体的非平衡结构稳定性与马氏体相变特征密切相关。本研究中我们采用激光热解及纳米氧化钴晶体还原的方法，研究并揭示纳米Co晶体的非平衡结构稳定性以及变温过程中平衡-亚稳结构转变的物理本质；探索此结构转变所涉及的纳米晶体马氏体相变热力学和动力学特征。研究纳米晶体的马氏体相变，对拓宽和丰富马氏体相变的研究领域具有重要学术意义；另外，该研究对Co 纳米晶体在磁记录和信息储存介质领域的应用具有重要参考价值。

结论摘要：

尽管纯Co在420℃附近具有同素异构转变，但大量的实验研究结果表明，纳米尺寸的Co晶体在室温和低温却保持亚稳结构，即面心立方结构(FCC),而不转变为稳定的密排六方结构(HCP),其相关机理尚不清楚。本研究采用激光热解方法和纳米氧化钴微粒还原方法分别在低于和高于420℃的条件下制备出了具有HCP和FCC晶体结构的纳米Co微粒，并研究了微粒的晶体结构与温度、微粒尺寸以及应力的关系。结果表明，在纳米尺度范围内，Co纳米微粒的晶体结构和尺寸无关，而取决于制备过程中微粒的热经历。当制备温度超过420℃或者微粒经历过420℃以上温度的热处理时，高温下稳定的FCC结构在冷却时并不转变为HCP结构，其高温FCC结构保留至室温。进一步研究表明，微米尺度的Co微粒也具有保持其亚稳结构的特性，只有当微粒尺寸足够大的时候，例如远大于10微米时，亚稳结构才可能在冷却中转变为稳定结构。根据表面应力导致的附加压应力对马氏体相变特性的影响，揭示了微粒尺寸以及应力对Co微粒的同素异构转变的影响规律。即,微粒表面压应力抑制了Co微粒的马氏体相变(即同素异构转变),增加了亚稳FCC结构的稳定性。