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功能材料在现代社会发展中发挥越来越重要的作用,得到广泛的研究。近几年出现的铁磁形状记忆合金,由于其在航空航天、国防、医疗、民用等方面都具有巨大开发潜力和应用前景,因此成了目前国际凝聚态物理研究的热点之一。最近研究者在高Mn含量的NiMnIn合金中观察到零场交换偏置效应,在Mn2Ni基合金Mn2NiGa中观测到室温下的类自旋波磁电阻特性以及奇特的热电输运特性。这些新现象、新效应的发现使得Mn2Ni基合金成为铁磁形状记忆合金新的研究焦点。本文工作以此为契机,采用电弧熔炼和甩带方法,制备了纯相的MnsoNi50-xAlx系列合金,使用X射线衍射方法(XRD)和差示扫描量热仪(DSC)分析了合金的结构和相变,使用物理性能测试系统(PPMS)测试了合金的各种磁热性质。研究了铁磁形状记忆合金Mn50Ni50-xAlx的结构、磁性、零场交换偏置效应和自旋玻璃行为等物理性质。通过测量和分析,得到的结论如下:1.高Al含量的Mn50Ni50-xAlx(13≤x≤22)系列合金,奥氏体相为体心立方(BCC)的纯相B2结构;样品的晶格常数a随Al含量的增加而减小,这可能与共价键的增加有关。在未磁化的Mn50Ni50xAlx(x=12,13)合金中发现了零场交换偏置效应,交换偏置场HE高达2326 Oe;样品的初始磁化曲线的高场部分在磁滞回线外面,表明样品内部存在不可逆的钉扎-去钉扎效应(the pinning-depinning effect);经过初始强磁场的磁化作用,样品内新的铁磁相生成。为探究零场交换偏置效应的内在物理机制,测量了样品的零场冷却和带场冷却(ZFC/FC)的热磁曲线、训练效应(training effect)、交流磁化率温度(χ-T)曲线和记忆效应(memory effect)曲线,实验结果和数据分析确定样品的低温磁状态为铁磁相(FM)和反铁磁相(AFM)形成的超自旋玻璃相(SSG)。零场冷却的SSG态的样品在强磁场的初始磁化作用下,形成了具有单向各向异性的超铁磁性(SFM)相;AFM相与SFM相界面的相互作用,使得样品的磁滞回线发生与初始磁化方向相反的偏移。通过小场M-T曲线的测量,确定Mn50Ni50-xAlx样品经高场磁化形成的SFM相的居里温度TCSFM约为10K,并且强磁场能够抑制SFM相磁矩随温度的扰动。强磁场有助于稳定SFM,热扰动则破坏SFM。2.研究了Mn50Ni50-xAlx(8≤分≤17)系列合金的交换偏置效应和超自旋玻璃行为,及两者之间的联系。Mn50Ni50-xAlx系列合金在低温,AFM相和FM相共存形成SSG相,该SSG相在强磁场的磁化作用下形成SFM相,AFM相和SFM相的界面钉扎使得Mn50Ni50-xAlx系列合金具有交换偏置效应。并且测量场的强度和合金中A1含量能够调节样品中AFM相和SFM相的成分比例,两相比例的改变影响相界面的钉扎作用,进而造成HR和HC随测量场H规律地变化。3.高A1含量的Mn50Ni50-xAlx(13≤x≤22)系列合金低温的磁性,当x≤15时,铁磁性随A1含量的增加而增强,可能是A1含量的增加,Mn(A)和Mn(B)形成的FM相增加的结果;当x≥17时,样品的铁磁性开始随A1含量的增加而减弱,但矫顽力明显增大,反映了合金中原子占位的混乱度。T=300K时,x≥15时,样品开始出现磁滞现象,铁磁性较明显,但磁矩随A1含量增加减弱。