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本文采用多种材料制备方法，如多晶熔炼、熔体快淬等，合成了Fe-Mn-Ga、Fe50-xCr25+xZ25(Z=Ga，Al)，Fe2YSi以及Fe2 YA1型等一系列Fe基Heusler合金，利用X射线衍射等方法对材料的结构进行了表征，并研究了其磁性和电输运性质。同时，对新型磁致伸缩材料和铁磁形状记忆合金也进行了相应的探索。
研究了随Mn含量的增加多晶Fe73-xMnxGa27系列合金磁致伸缩性能的变化，发现少量Mn的掺入即可大幅度降低合金的磁致伸缩性能和Curie温度，而当Mn的原子百分比含量超过20％后合金将出现面心立方结构，并伴随居里温度的升高。期间，我们发现Fe50Mn23Ga27合金具有马氏体相变特征。基于此，我们发现了一类新型铁磁形状记忆合金，即Fe-Mn-Ga系列铁磁形状记忆合金，并首次给出了其在三元合金相图中的分布，同时测定了该系列合金母相及马氏体相的晶体结构。此外，其独特的磁性能和电输运性质也被在文中讨论。
结合第一性原理计算和相关实验结果，我们首次指出有序Fe2CrGa合金应该为Hg2CuTi型结构而非L21结构，并进一步指出组分原子的磁性是影响其违反价电子数机制(按照价电子数机制，Fe2CrCra应为L21结构)形成Hg2CuTi型结构的主要因素。更多地，我们研究了Fe50-xCr25+xZ25(Z=Ga，Al)系列合金的磁性和电输运性质以及热处理对它们的影响。我们认为Fe50-xCr25+xAl25合金中的原子占位比Fe50-xCr25+xGa25合金更加混乱。值得注意的是Fe50-xCr25+xGa25系列合金，无序状态和有序状态合金的Curie温度随成分展示了不同的变化规律，揭示了该类合金中丰富的磁交换作用机制。
受Fe2CrGa合金磁性与结构之间相互影响的启发，本文利用第一性原理计算考查了Fe2YSi型Heusler合金的磁性与结构。结合已有实验结果，进一步指出：原子内部交换作用受晶场影响，其很大程度上影响了Fe2YSi型Heusler合金中原子的有序占位。