NiMnGa合金是同时具有铁磁性和热弹性马氏体相变特征的金属间化合物。该合金不仅具有可由磁场控制的双向形状记忆效应,而且具有非常大的磁感生应变。研究发现NiMnGa合金马氏体相变表现出多样性的特点,依赖材料的成分,该合金可发生马氏体相变、中间马氏体相变和预相变。在某些成分的材料中马氏体相变和中间马氏体相变可同时发生,磁转变（从顺磁到铁磁的转变）和马氏体相变也可同时发生,并伴有较大的磁熵变。因此,NiMnGa合金除可用作磁驱动和传感器材料外,还有望成为室温磁制冷工质材料。本工作采用提拉法制备了不同组分的单晶,通过多种测量手段研究了NiMnGa单晶的形状记忆效应、磁感生应变、磁熵变和中间马氏体相变等相关的物理性质,获得了如下结果:制备了组分为Ni₅₁Mn_25.5Ga_23.5的单晶。有无磁场下的相变应变测量结果发现,该材料沿单晶生长方向[001]方向的自发相变应变约为-1.62%;沿样品立方母相的[001]方向施加1.2T的磁场,产生-2.8%的相变应变量。采用磁场下冷却的方法,在材料的马氏体相获得了-1.5%且可逆的磁感生应变,该值近似为零场下冷却测量得到的磁感生应变的2倍。分析表明,磁感生应变和磁增强相变应变的机制是通过孪晶界移动的方式导致的马氏体变体沿磁场方向的择优取向。通过调整成分制备出了组分为Ni₄₆Mn₃₅Ga₁₉的单晶,并对该单晶的磁化率和电阻进行了测量,发现磁转变和马氏体相变是同时发生的,且转变温度在室温以上;另外,还对其磁化强度进行了测量,结合Maxwell关系式对该单晶在0.5T到1.6T磁场范围内的磁熵变进行了计算,发现在1.6T磁场下的磁熵变达13.8J/kgK,获得磁熵变的温度在室温以上,并且随着磁场的增加,最大磁熵变的增长速率为9.0J/kgKT。此外,应变测量表明材料展现出应变量分别为-0.89%和-1.90%的自发和磁控双向形状记忆效应。对Ni_53.2Mn_22.6Ga_24.2单晶发生的马氏体相变和中间马氏体相变进行了研究,发现该合金的两步马氏体相变行为是完全热弹性的。在磁场作用下,该材料的马氏体相变和中间马氏体相变展现出相同的应变特征,且具有磁控双向形状记忆效应;磁场下应力--应变特性的测量结果表明,磁场不但对压应力诱发马氏体相变过程中变体重取向所需应力的大小有影响,而且使原来不可逆的形变成为可逆。对以上实验结果,依据单晶生长特点、磁学原理和形状记忆合金的机制给出了理论分析和解释。