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磁性材料在发生相变时往往伴随着丰富的物理效应,在固态制冷、磁传感、磁驱动、磁存储、人工智能等众多工程领域中都有重要的应用价值,从而备受关注。但目前报道的大多磁相变材料机械性能一般都较差,阻碍了磁相变材料得实际应用,因此寻找兼具优异磁功能性质和机械性能的新型磁相变材料就显得十分重要。本论文通过文献调研,着重选取Heusler型全过渡族Ni-Co-Mn-Ti、Fe掺杂Co-V-Ga和Laves相Tb0.95Mn2-xCox三类合金体系,研究了他们的磁相变调控、微结构和相关物理性质,以及低温下特殊的磁性行为及其物理机制,从机械性能的角度对他们的潜在应用进行了分析和讨论。Heusler型全过渡族Ni-Co-Mn-Ti合金既能在马氏体相变附近表现出优异多重磁功能性质,又兼具良好的机械性能,对这类合金进行研究具有重要的科学意义。实验表明,Ni36.5Co13.5Mn35Ti15合金条带退火后,马氏体相变温度明显升高;在退火条带中发现5层调制和非调制马氏体之间的热弹性中间马氏体相变;在退火条带中实现磁场驱动的变磁性马氏体相变,且相变驱动临界场低至1.81 T,从而获得优异的多重磁功能性质:大的磁电阻、巨磁热效应、磁致应变等;通过调节退火温度,在Ni36.5Co13.5Mn35Ti15条带中观察到马氏体相变的动力学解禁现象;然后,在Ni38.8Co2.9Mn37.9Ti20.4薄膜中发现超过100 mT的巨交换偏置效应,研究证实交换偏置效应源于薄膜中铁磁团簇与反铁磁主相之间的界面交换作用。这些结果表明Ni-Co-Mn-Ti合金条带和薄膜在众多磁致效应领域都有重要的潜在应用价值。此外,目前对Co基Heusler合金中的磁场驱动变磁性逆马氏体相变还鲜有报道。本文通过Fe取代研究了Co-Fe-V-Ga的马氏体相变行为及其多重物理性质,Fe含量的增加会降低Co51-xFexV34Ga15合金的马氏体相变温度,关键是会显著增强奥氏体母相的铁磁有序,使得相变前后磁化强度突变量增大三个数量级,为磁驱马氏体相变提供了更大驱动力;在Co46Fe5V34Ga15合金中实现磁驱变磁性逆马氏体相变以及多重物理效应:磁热效应、磁致应变和磁电阻,且Co46Fe5V34Ga15合金的维氏硬度和抗压强度分别高达518 HV和1423MPa;进一步,通过成分优化以及熵变分析,在Co51Fe1V33Ga15合金中获得巨压热效应,在取向的Co49Fe3V33Ga15合金中获得大弹热效应。这些研究成果丰富和拓展了Co基Heusler合金的研究和应用领域。Laves相虽然是一类数量最多的金属间化合物,但相关应用研究较少。由稀土元素Tb和过渡金属Mn组成的TbMn2基Laves相具有非常丰富的磁行为,虽然经历了长期研究,但至今它的磁和结构行为仍没有被完全认识,因此对TbMn2基合金进行研究具有重要的应用价值和科学意义。为了提高Tb0.95Mn2合金的居里温度,进而扩展合金的应用温度范围,基于等结构合金化的概念,采用Co取代Mn,研究了合金的磁热效应和低温下的磁爆燃现象。研究发现,Co取代Mn没有改变Tb0.95Mn2-xCox合金的晶体结构,却显著提高了合金的居里温度;Co取代还提升了合金的磁热效应,在0-2 T的磁场变化下,x=0.5和1样品制冷能力分别达到了113.2 Jkg-1和89.6 Jkg-1,在0-5 T的磁场变化下制冷能力分别为327.0Jkg-1和291.6 Jkg-1,这些结果表明Tb0.95Mn2-xCox合金非常有望应用于磁致冷领域。