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具有Ni2In型六角结构的MM’X体系合金具有丰富的磁性与晶体结构性质,并由此衍生出来负热膨胀效应、磁热效应、压磁效应、磁弹性效应等诸多物理效应,是目前多功能材料领域中研究的重点之一。本文以MM’X体系合金中的MnCoGe基合金与MnNiGe基合金为研究对象,在前人工作的基础上,采用中子衍射、X射线衍射、透射电镜和扫描电镜分析、磁性测量、应变测量等手段,深入研究了这两种合金的负热膨胀性质与特有的磁性和晶体结构。最终实现了对其负热膨胀性质的调控,并获得了超低热膨胀和巨大的负热膨胀性质;而且解析了MnFeNiGe合金中复杂的无公度磁结构。主要研究工作如下:1、对于MnCoGe基合金中的MnCoGe0.99In0.01组分,前人的研究表明其具有巨大负热膨胀效应。本论文通过高能球磨引入缺陷并改变颗粒尺寸,研究了颗粒尺寸对于材料负热膨胀行为的影响规律。高分辨透射电镜图像表明:随着颗粒尺寸的减小,样品中开始出现大量的非晶相,大块晶粒也逐渐破碎成充斥缺陷的微晶。对于颗粒尺寸为0.31?m的MnCoGe0.99In0.01小颗粒样品P5（0.31?m）来说,非晶相比例达到了40%,晶粒的平均尺寸只有8nm。这些非晶结构表现为正热膨胀行为,对于材料的负膨胀性质具有补偿作用。中子衍射与X射线衍射数据的精修结果表明:随着颗粒尺寸的减小,微晶相中越来越多的奥氏体失去了马氏体相变。对P5（0.31?m）来说,其微晶相中失去马氏体相变的奥氏体占比为55.2%。此外精修数据还表明残余的马氏体相变也随着颗粒尺寸的减小而变得平缓。应变测试结果表明,通过这种改变样品颗粒尺寸、控制晶化度和相转变的方式,实现了对于MnCoGe0.99In0.01合金粉末样品的负热膨胀行为的连续调控。并依赖于非晶相的自补偿效应,最终在P5（0.31?m）粘结样品上实现了200K-310K（110K温跨）的线性膨胀系数为+6.8×10-7/K的超低热膨胀行为。2、就MnNiGe基合金的结构相变来说,前人的研究表明掺Fe的Mn NiGe合金马氏体相变前后具有晶格体积变化量为ΔV/V2.68%负热膨胀效应,等价于8933ppm的线性负热膨胀应变量。我考虑到马氏体相变的各向异性,即升温过程中六角相的c轴收缩了12.3%,而b轴却是延伸了9.40%。研究了织构对于MnFeNiGe合金负热膨胀性质的影响。最终在MnFeNiGe合金粘结样品面内引入了织构,并获得了24445ppm的巨大线性负热膨胀应变量。经过X射线衍射实验并引入织构因子的概念进行分析后,发现在粘结样品的面内,六角相（110）面的织构因子大于1,即存在（110）面的择优取向,该晶面面内六角相c轴的影响远大于b轴;而（102）与（202）面织构因子小于1,该晶面面内六角相c轴的影响小于b轴。结果就是,在合金粘结样品面内增强了六角相c轴对其负热膨胀性质的影响,并且减弱了b轴的影响,从而在粘结样品面内实现了巨大的负热膨胀性质。3、就MnNiGe基合金的磁相变来说,掺Fe的MnNiGe合金在其马氏体相温区内存在一个异常磁相变。我探索该异常的磁相变产生机理,最终成功地解析了MnFeNiGe合金马氏体相的磁结构,并发现了引发此异常磁相变两个原因。中子衍射实验数据分析表明,MnFeNiGe合金在马氏体相温区内的磁结构为无公度磁结构,且该无公度磁结构在异常磁相变处经历了突变。通过对无公度磁结构的进一步解析,发现为Cone spiral型无公度磁结构,而磁结构的突变来源于磁结构中圆锥开口角度的改变;此外,在细致分析其晶体结构信息时发现,磁性原子Mn之间的键长也在异常磁相变温度点发生了突变。这说明微观尺度上的Cone spiral型无公度磁结构突变和磁性原子键长的变化都是引发异常磁相变的主要原因。