磁制冷是以磁性材料的磁热效应为基础的一种制冷方式。相对于传统的气体制冷方式，它在制冷效率，环境保护等方面都具有显著的优势，已经越来越受到各国科学家的重视。磁制冷领域中一个重要的研究方向就是寻找具有大磁熵变的磁制冷工质。目前的科研工作中主要集中研究两类一级相变磁制冷工质。 (一)稀土基一级相变磁性材料。 其中具有代表性的材料是Gd5Si2Ge2，RCo2合金。 (二) 3d 过渡族基一级相变磁性材料。代表性的材料是MnFeP0.45As0.55，LaFe13-xSix-Ni—Mn-Ga 过渡金属合金。本论文在以上工作的基础上，开展了对几种具有大磁熵变的系列材料的研究。主要包括三部分内容： 1．Ni—Mn-Sn 形状记忆合金的磁相变和磁熵变研究 铁磁形状记忆合金的马氏体转变不仅伴随着晶体结构的变化，还可能带来磁化强度的突变，从而产生大的磁卡效应。我们制备了一系列Ni50-xMn39+xSn11，Ni43Mn46-xCoxSn11，Ni43Mn46-xCuxSn11和Ni43压Mn46-xFexSn11化合物。在这些合金发现了三个相变：1)马氏体相铁磁到顺磁的二级相变(马氏体居里温度TMC)。2)奥氏体相铁磁到马氏体相顺磁到的马氏体转变(奥氏体转变开始温度 As，结束温度 Af，马氏体转变开始温度Ms，结束温度Mf)。3)奥氏特征温度体相铁磁到奥氏体相顺磁的二级相变 (奥氏体居里温度TAC)。在这些材料的马氏体转变附近发现了巨大的低场磁熵变，其大小和Gd5Si2Ge2和MnFeP0.45As0.55相近。我们还研究了TMC，TAC，马氏体转变温度以及马氏体转变附近的磁熵变随成分的变化关系。研究结果表明，马氏体转变温度随着价电子浓度e/a的增加而提高，这为我们调节其工作温区带来方便。我们还分析了磁熵变和这三个转变温度的关系，发现在Ni—Mn-Sn形状记忆合金中，当满足条件TMC＜As〈〈TAC时，其磁熵变比较大。通过以上研究表明，以Ni—Mn-Sn形状记忆合金为基的系列化合物具有巨大的低场磁熵变，其成本较低，相变温度可调，有望成为195-320K温度范围内的优良的 磁制冷工质。 2．Ni-Mn-In 和Ni-Mn-Sb形状记忆合金磁相变和磁熵变的初步研究 我们制备了Ni45.5Mn41.5In13合金和Ni50-xCoxMn39Sb11系列合金。研究结果表明，Ni45.5Mn41.5In13合金具有和Ni-Mn-Sn合金类似的相变特性，随着温度的升高，依次经历三个相变。同样，在马氏体转变附近发现了巨大的低场磁熵变。 在Ni50-xCoxMn39Sb11合金中，随着Co含量的增加，马氏体转变温度逐步下降，这是由于e/a随着Co含量的增加而减少而导致转变温度的下降。当x=9时，样品的转变温度调节至室温，并在其附近发现了巨大的低场磁熵变。 Ni-Mn-In和Ni-Mn-Sb形状记忆合金中的初步研究表明，这两种材料具有和Ni-Mn-Sn合金类似的特性，是两种很有希望的磁制冷材料。 3．Dy(Co1-xFex)2和SmMn2Ge2合金的磁熵变研究 在本章中研究了稀土基合金Dy(CO1-xFex)2和SmMn2Ge2的磁相交和磁熵变。Dy(Co1-xFex)2合金的研究结果表明，随着Fe含量的增加，晶格常数逐渐增加，居里温度迅速提高。Fe的掺杂使相变类型从一级相变变为二级相变，并导致磁熵变的下降。 SmMn2Ge2合金在112K和150K分别有一个从铁磁到反铁磁和反铁磁到铁磁的一级相变。在这两个相变发现了大约4K的热滞，当所加磁场超过7kOe导致这两个相变消失了。在这两个转变附近，我们发现了巨大的低场磁熵变。另外，其转变温度可以通过元素代换 (比如其它稀土元素替代部分Sm)来调节。研究结果表明，SmMn2Ge2合金是一种有希望的磁制冷材料。