近年来，基于磁热效应的室温磁制冷技术因其高效节能和环境友好等特点发展成为一种有望替代传统气体压缩制冷的新型制冷技术。与之相应，研究者开发出多种具有室温巨磁热效应的新型磁致冷材料。其中，MnFePGe合金因其优异的磁热性能、无毒以及成本低廉等优点而受到广泛关注。本文正是在这种研究背景下，首先采用优化的快速烧结工艺制备了具有巨磁热效应的MnFePGe合金，随后对合金的晶体结构、磁结构、相变过程及磁热性能进行了深入研究。在此基础上，尝试通过优化合金结构和成分进一步改善其磁热性能，有效的降低了合金相变过程中的热滞，提高了合金的制冷能力。　　 采用高能球磨和放电等离子烧结工艺制备了MnFePGe合金。通过优化烧结工艺，研制出具有优异磁热性能的合金，其居里温度Tc在255K，十分接近室温区。在5T磁场下，样品的最大磁熵变达到-74 J/kg·K，为此类合金迄今为止文献报道的最高水平。同时，合金在相变过程中具有较为明显的热滞现象和首次磁化过程的“初始效应”，不利于合金的实用化。　　 利用X射线衍射技术和中子衍射技术研究了合金的晶体结构和磁结构。同时对合金铁磁-顺磁相变过程中晶体结构变化的详细机制进行了分析。研究发现MnFePGe合金具有六方Fe2P晶体结构，空间群为P62m。其中Mn原子占据晶体结构中所有的3g晶位，此外少量Mn原子与Fe原子占据3f晶位，P、Ge原子随机占据1b和2c晶位。合金在降温或加外磁场时由顺磁相转变为铁磁相，其晶体结构类型不变，但a轴伸长，c轴缩短，晶胞体积变化很小。造成面内Fe-Fe和Mn-Mn原子间距加大，而面间Mn-Fe原子间距无明显变化。　　 利用穆斯堡尔谱研究了合金首次磁化过程中出现的“初始效应”。研究发现合金第一次冷却时铁磁线型出现明显的宽化，而在随后的加热和冷却过程中宽化现象消失，由此验证了“初始效应”的存在及不可逆性。此外解谱发现铁磁线型由两个超精细场为20T的洛仑兹线型和一个超精细场10T的高斯线型组成，说明合金在首次冷却过程中存在复杂的内部磁相互作用。另外，利用Arrot plots和朗道理论分析了合金的相变过程，确认了合金的铁磁-顺磁居里转变为典型的一级相变。　　 在上述结构性能和理论分析的基础上，首先通过退火处理优化了合金的晶体结构和显微组织，获得了无铁磁性杂相的高纯度Mn1.1Fe0.9P0.8Ge0.2合金。在5T的外磁场下，磁体的Tc从255K提高267K，最大磁熵变从-74 J/kg·K提高到-82.7J/kg·K，而合金的热滞从15K减小到了9K。此外，利用Sb元素对合金中的Ge元素进行了替代，发现Sb原子的掺入导致合金晶格中原子占位无序化。在3T磁场下，合金的制冷能力由271J/kg增加到337J/kg。合金热滞的减小和制冷能力的提高对其实用化具有重要意义。