磁致伸缩合金以大磁致应变、高能量密度和快速响应特性在智能驱动、精密制造、光学工程和航空航天等多个领域具有潜在的应用价值。与此同时,基于磁致伸缩材料的精密驱动技术也是国内外研究人员高度关注的热点技术。随着应用领域的逐步扩大、工程需求的不断升级,传统的磁致伸缩合金受限于其固有的物理特性已难以满足高效精密驱动和苛刻载荷环境的服役需求。因此,研制出优异承载能力的磁致伸缩合金可为新型智能驱动材料的研发与驱动技术的进步提供基础支撑。本研究结合磁致伸缩合金设计准则与物性调控理论,对典型磁致伸缩材料的制备工艺和合成方式进行了优化,并采用多种材料测试技术和表征方法揭示了其物理性能的转变机制。在此基础上,以有限元计算得到的位移输出特性和应力分布特性作为结构优化的准则,并基于研发出承载能力强化的磁致伸缩材料,对二自由度的磁致伸缩精密定位平台进行了理论分析与试验研究。本文的研究内容主要分为三个部分,概述如下:（1）提出了热循环方法实现Fe Ga合金综合力学性能的提升,阐明了其力-磁性能强化机制与转变机理。试验结果表明,与原始Fe Ga合金相比,经历30次热循环的Fe Ga合金试件的压痕硬度和模量分别增加10.81%和28.16%;热循环试件的磁导率为50.16×10-3Oe·g/emu,与原始试件相比下降4.60%;热循环诱导Fe Ga合金力学性能提升的机制归因于相邻晶格之间的应力急剧下降引起的堆垛层错和变形孪晶等结构缺陷,而磁学特性受限于磁畴中存在的阻碍物质。（2）提出了特征元素掺杂法实现Tb Dy Fe系列合金室温脆性的改善,揭示了其物理性能强化机制与演变规律。试验结果表明,原始试件、掺Nb试件和掺Ti试件的压痕硬度分别为5.930 GPa、7.851 GPa和8.828 GPa,饱和磁致应变分别为800 p.p.m.、619 p.p.m.和611p.p.m.;掺杂试件的表面力学性能获显著提升,其强化机制与产生的生长孪晶和纳米析出相有关,而其磁学性能的衰退归因于纳米析出相、元素集聚物和孪晶缺陷所组成的块状堆积。（3）基于研发的新型磁致伸缩Tb Dy Fe Cu Ti合金,设计了二自由度磁致伸缩精密定位平台,并对其开展了理论分析与试验研究。根据有限元计算得到的输出特性和危险应力,合理地选定精密定位平台的机械结构;并结合理论计算、有限元分析软件和数值计算软件,研究了定位平台的静、动力学模型、模态特性与输出特性;开展了商业Terfenol-D合金定位平台与研发Tb Dy Fe Cu Ti合金定位平台的驱动性能对比分析,试验表明在4.67 A电流的驱动时,Terfenol-D合金和Tb Dy Fe Ti合金的定位平台约产生2.004μm和1.228μm的输出位移。此外,与商业合金驱动的精密定位平台相比,以研发合金为驱动源的精密仪器其承载能力约提升18%。