大多数材料在温度变化时具有“热胀冷缩”的性质,即表现出（正）热膨胀现象。材料的热膨胀容易产生热应力,导致材料在微观结构甚至宏观结构上发生破坏;在温度急剧变化的情况下,材料的热膨胀系数失配还会引起器件的精准度下降、功能失效等问题。因此,降低材料的热膨胀系数、提高器件尺寸稳定性已成为现代材料设计与制造的首要问题之一。负热膨胀材料具有与热膨胀相反的膨胀特性,可用作热膨胀材料的抑制剂,控制其热膨胀系数,解决热膨胀引发的相关问题。因此研究和开发具有良好膨胀特性（负热膨胀系数大、跨室温且温区宽等）的负热膨胀材料就显得尤为重要。Ni2In型结构化合物MnCoGe是近年来开发的一类新型负热膨胀材料,已有报道发现它在马氏体相变处的体积收缩可高达-3.9%。研究人员通过化学元素掺杂将其马氏体相变调至室温附近并通过引入内应力的方法对其膨胀温区进行了展宽,在室温附近获得了宽温区负热膨胀。然而,MnCoGe基化合物在马氏体相变后几乎都呈铁磁态,磁性较强,不适合在磁场环境下应用。为了开发磁性较弱的负热膨胀材料,本文以具有反铁磁转变的Ni2In型结构化合物MnNiGe（TN=346 K）为研究对象,采用同构合金化、在Ge位掺杂同族大尺寸元素原子等方法来降低其马氏体相变温度并稳定其反铁磁态,在一定组分范围内获得了室温附近及低温下的宽温区反铁磁性负热膨胀,拓展了该类化合物作为负热膨胀材料的应用领域。主要内容如下:1.利用Ni2In型结构化合物FeCoSn对MnNiGe进行共掺来扰动（MnNiGe）1-x（FeCoSn）x化合物的磁有序转变,在一定组分范围内（x≤0.04）获得了室温及液氮温度下的反铁磁性负热膨胀,其中x=0.02样品的平均线膨胀系数为-35 ppm/K（175 K-330K）;x=0.04 样品的平均线膨胀系数为-52ppm/K（74 K-144 K）。磁性测试结果及相关研究表明,FeCoSn化合物中Co、Sn在一定组分范围内可以稳定MnNiGe的反铁磁态,而Fe则容易引入铁磁作用,不利于反铁磁稳定。2.研究了 Ni2In型结构化合物MnCoSn与MnNiGe掺杂后的负热膨胀及磁性特征。结果表明（MnNiGe）1-x(Mn（CoSn）x（0.02≤x ≤ 0.3）化合物负热膨胀系数随x增加先增大后减小,其中最大的负热膨胀为x=0.04（-96 ppm/K,174 K-280 K）。磁性测试结果表明:x≤0.1化合物的负热膨胀呈现出反铁磁特性,且相同磁场条件下反铁磁的磁化强度随x增加而减小,说明材料体系发生了由螺旋反铁磁向共线反铁磁的转变。分析认为这些结果与适量Co在Ni位替代和Sn在Ge位替代的共同作用有关,适量Co的掺杂促进了体系由螺旋反铁磁性向共线反铁磁转变。3.研究了 Pb掺杂对MnNiGe化合物负热膨胀及磁性能的影响。结果表明Pb在Ge位掺杂使MnNiGe1-xPbx化合物的负热膨胀从高温向低温连续移动,在0.02≤x≤0.2宽组分范围内均获得了反铁磁性宽温区负热膨胀。随着Pb掺杂量增加,MnNiGe1-xPbx化合物的负热膨胀系数先增大后减小,其中最大的线膨胀系数为-97ppm/K（150K-250K）。磁性测试结果显示,相同磁场条件下反铁磁性MnNiGe1-xPbx化合物的磁化强度随Pb掺杂量增加而逐渐减小。分析认为这个结果与MnNiGe1-xSnx化合物中Sn掺杂作用一样,都是由于Ge位引入的同族大尺寸原子增加了 Mn-Mn耦合距离,稳定了 AFM并促使体系从螺旋反铁磁向共线反铁磁转变造成的。