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基于铁性材料的固态制冷被认为是最有可能取代传统压缩制冷的制冷方式。铁磁和铁弹性材料在外加场的作用下(如磁场和应力场)会发生对应的铁性相变,相变会带来熵的变化。对于铁磁性和铁弹性材料来说,获得的热效应分别称为磁热效应和弹热效应。由于高效和环保的优点,这些制冷方式越来越受到人们的关注。在这些制冷方式中,基于旋转磁热效应的磁制冷有希望能用于设计更加简单的磁制冷系统。此外,弹热材料被美国能源部认为是最有希望取代传统压缩制冷系统的制冷材料之一。但是,由于铁性相变通常发生在窄的温度区间内,所以大多数铁性材料的制冷区间都有限,这对于应用来说是个重大的缺陷。此外,到目前为止,大多数的用于旋转磁热效应的磁制冷工质都是单晶,而且工作温区在低温,这就阻碍了旋转磁制冷技术的发展。本论文针对上述问题展开了研究,主要包括两个方面的内容:一部分是NdCo4Al的室温下大旋转磁热效应研究;一部分是多铁性Ni-Mn-Ga合金的联合制冷效应研究。具体内容如下:1.NdCo4Al的室温下大旋转磁热效应近来,NdCo5单晶被报道具有大的旋转磁热效应,旋转磁热效应的峰值在室温附近。但是从实际应用的角度出发,制冷工质NdCo5合金的工作温区还需要继续被提高。而且,为了能够使得NdCo5单晶能用于旋转磁制冷,复杂和高成本的材料制备过程是也是需要克服的问题。本文中,利用磁场取向的方式制备了 NdCo4Al多晶合金。由于易磁化轴的变化,合金经历了两个连续的自旋重取向相变。利用Al原子部分的替换NdCo5中的Co原子,改变和合金的磁各向异性,从而使得自旋重取向相变得到了显著的提高。磁场平行于c轴和垂直于c轴时,合金分别显示反磁热和正磁热效应。由于ASM(0°)和△SM(90°)的符号相反,所以在合金中获得了磁熵变增大的旋转磁热效应。除此以外,通过将样品从90°转到0°方向,可以把工作温区显著提高到55K,1OkOe下合金的的制冷能力达到了 53J/kg。如前所述的优点以及低成本的简单制备方法使得NdCo4Al多晶合金非常适合室温下的旋转磁制冷。2.多铁性Ni-Mn-Ga合金的联合制冷效应Ni-Mn-Ga有磁性和铁弹性的相变。在马氏体相变点附近,Ni-Mn-Ga合金在低场和高场下分别具有反磁热和正磁热效应。除了马氏体相变外,奥氏体有一个二级的铁磁性相变,相变会带来正的磁热效应。升温过程中,Ni-Mn-Ga合金会经历从顺弹奥氏体到铁弹马氏体的马氏体相变(或者降温过程中的逆相变)。除了温度以外,Ni-Mn-Ga中的马氏体相变也能被应力驱动,应力驱动马氏体相变会带来弹热效应。本文中我们研究了定向凝固制备的多铁性Ni-Mn-Ga合金中的联合热效应。由于马氏体相变和奥氏体居里点,Ni-Mn-Ga合金具有两个分开的磁热效应,分别是马氏体相变处的反磁热效应和居里点附近的正磁热效应。通过施加压缩应力,在两个磁热效应断开的温区区间我们获得了大的弹热效应。通过联合两个磁热效应和一个弹热效应,实现了一个宽的制冷区间。我们的研究为基于铁磁材料的固态制冷提供了很有前途的方法来拓宽制冷区间。