چکيده در مواد نانوکريستال با کوچک شدن اندازه دانه ها به شدت ميزان مرزدانه ها (در مقايسه با مواد پلي کريستال معمولي) افزايش مي يابد، بطوري که اين امر مي تواند بطور قابل ملاحظه اي منجر به تغيير خواص اين مواد، بويژه خواص ترموديناميکي آن ها شود. از اين رو بررسي خواص ترموديناميکي اين مواد با استفاده از روابط کلاسيک نمي تواند پاسخگوي بسياري از رفتار مواد نانوکريستال نظير کاهش شديد دماي استحاله هاي فازي در فلزات آلوتروپيک باشد. بدين منظور تئوري هاي مختلفي در اين زمينه مورد بررسي قرار گرفت است که در نهايت منجر به روابط پيچيده اي همچون معادله حالت که مشتمل بر ترموديناميک مرزدانه ها و پارامتر حجم اضافي است، گرديد. اما از آنجا که دقت محاسبات اين روابط به شدت وابسته به دقت مقادير کسر اتمي نواحي مرزدانه و حجم اضافي در مواد نانوکريستال مي باشد، لذا بايستي نواحي اتصال سه گانه و چهارگانه موجود در ساختار مرزها در محاسبه اين مقادير مد نظر قرار گيرد. از اين رو هدف اصلي اين تحقيق محاسبه مقادير کسر اتمي نواحي مرزدانه اي و حجم اضافي (در فلزات آلوتروپيک نانوکريستال) جهت مطالعه دقيق خواص ترموديناميکي آن ها مي باشد. از طرفي با توجه به اين که محاسبه اين مقادير به طريق تجربي کاري است بسيار دشوار (بدليل عدم وجود امکانات آزمايشگاهي پيشرفته)، از روش شبيه سازي ديناميک مولکولي براي محاسبات لازم در اين خصوص استفاده گرديد. نتايج حاصل از اين روش در نهايت به محاسبه دقيق اين مقادير در دماها و اندازه دانه هاي مختلف گرديد. سپس اين نتايج به عنوان ورودي روابط معادله حالت براي بررسي استحاله آلوتروپيک مورد استفاده قرار گرفت و اندازه دانه بحراني (اندازه دانه بحراني، اندازه دانه اي است که در آن استحاله آلوتروپيک اتفاق مي افتد) در دماهاي مختلف محاسبه گرديد. اندازه دانه بحراني براي نانوکريستال آهن در دماهاي 500، 700 و 900 درجه کلوين به ترتيب برابر 1/6، 11 و 5/15 نانومتر بدست آمد. اين نتايج نشان داد که با محاسبه دقيق کسر اتمي و حجم اضافي نواحي مرزدانه اي مقدار اندازه دانه بحراني کاهش مي يابد. همچنين در حين انجام محاسبات ترموديناميکي وجود بعضي از ابهامات باعث گرديد صحت روابط معادله حالت نيز بررسي شود. از اين رو روابط معادله حالت مورد ارزيابي قرار گرفته و وجود خطاهايي در آن مورد تائيد قرار گرفت. از جمله اين خطاها مي توان به معادلات ناصحيح در رابطه با فشار در مرزدانه، انرژي آزاد بر حسب حجم اضافي، مدول بالک و آنتالپي اشاره کرد. لذا با توجه به روابط معادله حالت، صحت پيش بيني هاي لازم در رابطه با خواص ترموديناميکي مواد نانوکريستال، مستلزم رفع اين خطاها در اين روابط مي باشد. کلمات کليدي : نانوکريستال، مرزدانه، ناحيه اتصال سه گانه، ناحيه اتصال چهارگانه، نواحي مرزدانه اي، معادله حالت، استحاله آلوتروپيک