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固态制冷因具有环保，节能等特点，已经成为取代传统蒸汽压缩制冷技术的人心所向，如何在室温附近宽温区内获得大的固体热效应是制冷材料工作者关注的重点。Ni2In型六角结构的MMX合金体系因具有丰富的磁响应特性而备受关注，本论文以MMX中MnCoGe和MnNiGe系列合金为研究对象，利用第一性原理计算，中子衍射，磁测量，热磁量，室温及变温XRD衍射等手段，研究了化学压力、物理压力的引入对磁共结构相变、磁热效应、压热效应的影响，以及颗粒尺寸对相变和性能的影响。主要工作如下: 1)化学压力的引入对磁共结构相变的影响。考虑在MnCoGe体系引入大半径少价电子数的In原子替代非磁性的Ge晶位，是否会实现磁共结构相变。采用第一性原理计算，发现In掺杂Ge晶位后马氏体与奥氏体之间能量差减小，结构相变温度下降，甚至随着掺杂量的进一步增加，结构相变温度下降至0K，而两相居里温度构建的窗口并未完全关闭，适量的In替代Ge时即可发生磁-结构耦合。证实了我们实验上观察到的引入化学压力（In替代Ge）时磁相变和结构相变同时发生，且相变温度随掺杂量增加而下降确实系In替代Ge晶位而引起。进一步的分析表明，大半径少价电子的In替代Ge，结构相变温度的下降可能与价电子浓度及原子局域环境改变导致的体系交换作用及能带结构改变有关。 2)针对静态物理压力对MnCoGe体系磁相变、结构相变及磁-结构耦合带来的影响，我们采用第一性原理计算及中子衍射进行了一系列研究。对正分MnCoGe第一性原理计算表明，加压后最近邻Mn-Mn间铁磁交换相互作用增强可导致马氏体相居里温度上升。压力在保持两相居里温度窗口不关闭时，也会使得MnCoGe体系结构相变温度大幅度下降，并在适当的压力范围实现磁共结构相变，继续增大压力，马氏相变温度会下降至窗口之外，体系发生铁磁(FM)奥氏体至FM马氏体的相变。我们通过中子衍射手段直接观察到了6kbar压力下具有磁共结构相变的MnCoGe0.98In0.02样品的退耦合过程。通过精修，得到MnCoGe体系六角奥氏体相出现磁有序的临界Mn-Mn间距为2.6421(1)(A)，这一结果对于理解MMX体系六角相铁磁性的来源，并在此基础上设计磁-结构耦合材料具有指导意义。 3)尝试在MnCoGe体系用主族元素In替代过渡族元素Mn、Co以实现磁共结构相变。发现大半径少价电子数的主族元素In对小半径多价电子数的过渡族元素的替代也可调控磁-结构耦合特征。同时本论文还发现，0-5T磁场时，实现磁-结构耦合的MnCo0.985In0.015Ge样品具有大的磁熵变，其值为41.4J/kgK，大于未实现磁-结构耦合的MnCo0.97In0.03Ge样品的熵变(～17.7J/kgK)，说明实现磁-结构耦合确实有利于获得大的磁熵变。 4)采用多种实验手段研究并证实了MnCoGe0.99In0.01的巨大压热效应。通过中子衍射，不同压力下的磁测量，DSC热测量及PPMS比热测量分析，合理地估算了具有磁-结构耦合的MnCoGe0.99In0.01样品的巨大逆压热效应，分析得到加压过程样品吸热，即:逆压热效应，3kbar压力下样品在299K附近具有巨大的熵变△S=52±5.6J/kgK、绝热温变达到△Tad=18.5K;和利用Clausius-Clapeyron方程估算结果一致，超过已有报道的多数巨磁热材料5T磁场下的熵变;进一步地，采用自搭建的测试仪器直接测量了压力下的绝热温变，证实加压过程样品吸热，3kbar压力下绝热温变达到△Tad～9.4K，接近计算结果的1/2，这是由于直接测量过程中不可避免的漏热所引起。总之，三种手段均证实具有磁共结构相变的Mn-Co-Ge-In合金具有巨大的逆压热效应。 5)考虑到MMX体系的易碎特点可能会对相变及性能带来影响，我们选择该体系具有磁共结构相变的MnNiGe掺Fe的化合物，研究了颗粒尺寸依赖的磁-结构耦合相变及磁热效应。发现随着颗粒尺寸的减小，大量的六角奥氏体失去马氏体结构相变，逆马氏相变过程也不完全，即结构相变温度以上的高温区域，马氏体相增加。同时，磁共结构相变温区也随颗粒尺寸的减小而变宽，并且相变逐渐变得不显著甚至消失。此外，对不同颗粒尺寸的磁热效应的研究发现，颗粒尺寸的减小可有效降低滞后损耗。针对Mn0.82Fe0.18NiGe样品，颗粒尺寸为20～40μm范围时，有效磁制冷能力最大，之后将随颗粒尺寸的进一步减小而降低，磁热效应强烈依赖于颗粒尺寸。分析发现，Mn-Fe-Ni-Ge粉末样品中不可避免地出现颗粒团聚或冷焊接，粉末样品的实际尺寸可能小于观察到的颗粒尺寸，研磨过程导致的内应力改变及引入的缺陷和残余应力会不同程度的影响马氏体相和奥氏体相的晶格畸变等，从而影响样品的马氏结构相变、磁性、磁-结构耦合及磁热效应等。MMX体系磁-结构相变的演变过程对内应力及引入的缺陷和残余应变非常敏感，因而可以通过颗粒尺寸来调节MMX体系的磁-结构耦合相变以及磁热、压热效应。