磁制冷是以磁性材料的磁热效应为基础的一种制冷方式。相对于传统的气体制冷方式，它在制冷效率，环境保护等方面都具有显著的优势，已经越来越受到各国科学家的重视。磁制冷领域中一个重要的研究方向就是寻找具有大磁熵变的磁制冷工质。目前的科研工作中主要集中研究两类磁制冷工质。(一)具有一级相变的磁性材料。其中具有代表性的材料是Gd5Si2Ge2，MnFeP045As0.55，LaFel3-xSix和RCo2合金。(二)具有二级相变的磁性材料。代表性的材料是稀土金属Gd以及Gd与其他稀土金属，过渡金属所形成的合金。本论文在以上工作的基础上，开展了对几种具有大磁熵变的系列材料的研究。主要包括三部分内容： 1.以DyCo2为基的系列化合物的磁熵变研究 因为Co的变磁性产生的缘故，DyCo2属一级相变类型。其磁化强度在相变温度附近随温度的升高急剧下降，根据Maxwell方程可知，这将导致大的磁熵变。我们制备了一系列Dy(Co，Al)2，Dy(Co，Si)2和(Gd，Dy)Co2化合物并研究了居里温度，相变类型以及磁熵变随掺杂量的变化关系。因为从热磁曲线以及低场等温磁化曲线很难判断样品的相变类型，本文中提出了利用交流磁化率测量，低场Arrott曲线等方法来判定该系列化合物相变类型。同时我们也对该系列化合物的大磁熵变来源作了定性的分析。通过以上研究表明以DyCo2为基的系列化合物具有大的磁熵变，其相变温度可调，有望成为140-220K温度范围内的优良的磁制冷工质。 2.Gd1-xAx(A=B，C，Cu，Fe，In)系列合金的磁熵变研究 我们制备了一系列Gd1-x(B，C)x合金，因为B和C是小半径元素，形成合金后易占据间隙位置，从而改变了磁性离子的交换作用长度，引起磁性的变化。实验结果表明，掺入B和C后，合金的居里温度稍有提高，且磁熵变值大多和Gd相仿。制冷能力的计算也表明，少量掺杂后的合金制冷能力有明显地提高。同时在Gdl-x(Cu,Fe)x合金中，我们也观察到了相类似的结果。 当用少量的In掺入Gd中后，我们发现居里温度随In掺杂量的增加而迅速下降。磁熵变值也随着降低。对此现象我们展开了一些讨论。通过对以上掺杂Gd的合金磁熵变的研究，结果表明当用少量的某些元素掺入Gd中，能适当的提高(In除外)居里温度，同时磁熵变值几乎不变，而制冷能力得到提高。为拓宽稀土金属Gd的磁制冷温区提供了一个新的途径。 3.纳米晶磁制冷材料 在本章中通过研究快淬态的DyCo2、Gd的退火态纳米晶条带以及氢化处理过的Gd的纳米晶条带的磁熵变性质，我们讨论了纳米晶材料在磁制冷中的应用，实验结果表明：纳米晶材料因内部晶粒大小不一，成分有偏差，形成纳米晶后，界面对磁学性能的影响也更加明显，晶界的居里温度不同于晶内的居里温度，从而导致相转变温度宽化。同时由于表面界面丰富，有利于小半径原子的渗入，从而改善磁学性能。这些特点在磁制冷领域都表现出其独特的优越性。