能源效率和可持续性成为了当今世界关注和研究的热点。这种背景下,一种通过新型磁性材料所具有的磁热效应来实现制冷的技术,即磁制冷孕育而生。作为一种环保,绿色无污染,且效率高的制冷工质,已经在很多领域有了广泛的应用。但是对于它的研究仍然有很多难以克服的问题,这也成为了我们研究的动力。Mn₅Ge₃作为一种铁磁材料,具有显著地饱和磁化强度,有利的磁有序温度,同时还兼具无稀土材料的优点,这都让它成为研究的热点。目前对于它的探索一般集中在通过原子替代,引入间隙原子等方式来改善其制冷性能。本文主要是通过在Ge位掺杂Ag和Ti元素来探究其性能与母体相比所发生的改变,以期可以提高它的制冷效率。文章的第一、二章主要介绍了磁制冷和磁制冷机的相关原理,以及它的一些基础理论。同时,还介绍了样品制备、封存和测试时所需的一些主要实验仪器,以及各实验仪器的使用方法和注意事项。第三章讲述的是Mn₅Ge₃这个合金本身的一些性质。它为六角D8₈型结构（空间群p6₃/mcm）,其中锰原子占据两个位置:4d（Mn1）和6g（Mn2）位,磁矩分别为1.96μ_B和3.23μ_B,居里温度分布在296³04 K之间。其通过MT曲线计算出的居里温度为299.8 K,样品的等温磁化曲线表明,在相变温度附近,材料的饱和磁化强度变化明显。接着利用测得的等温磁化曲线,做出了Arrott曲线,它的正斜率表明材料经历的是二级相变。样品制冷量远远高于很多合金表明Mn₅Ge₃可以成为理想的室温磁制冷材料。而研究材料的最大磁熵变和磁场之间具体的联系表明它与（μ₀H）^0.633严格线性相关。第四章探究了Mn₅Ge₃合金掺杂Ag元素后材料性能的改变。研究发现,材料的居里温度并未发生大的转变,依然在室温附近。同时,相对于其他文献中提出的元素掺杂,在同等条件下,我们获得的磁熵变是最大的。而材料的相变分析表明我们的样品经历的是二级相变,这为它的广泛应用提供了基础。并且对材料的临界行为研究指出当Ag元素的掺杂量为0.5时,样品接近3D海森堡模型。第五章则研究了元素Ti的掺杂情况。其相变分析和临界指数的分析与第四章大体相同,同时其表现出的磁热效应相对于Ag要略微低些,但是它却展示出了另一些有趣的现象。在对其结构分析的时候发现所有样品的衍射峰相对于母体都明显左移,并且其衍射峰的强度有所降低。而对样品的MT曲线进行分析的时候发现,随着掺杂量的增加,居里温度有明显的降低,同时在掺杂量为1和1.5时,材料经历了二次相变。第六章阐述的是采用一步水热法在不同的高直流磁场下制备了Fe₃O₄纳米颗粒,并对其结构和磁性进行了优化。在磁场作用下,粒子的平均粒径由72.9 nm减小到41.6 nm,同时颗粒的结晶度也得到了很大的提高。磁场增强了磁记录材料的饱和磁化强度和矫顽力,有利于磁记录材料的制备。高磁场下诱发了另一种磁矩增大的磁结构。在室温下,这些纳米颗粒表现出超顺磁性,其临界尺寸(D_sp)约为26 nm。在120K温度附近观察到Fe₃O₄纳米粒子有明显的Verwey跃迁,即它的磁易轴从<111>方向切换到<100>方向。有效磁各向异性随实验温度的升高而降低,这可以归因于H_c值随实验温度的升高而降低。