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Ni2MnGa作为铁磁性形状记忆合金，近十年来得到全世界广泛关注，它通过磁场驱动马氏体孪晶的迁移实现材料的磁控形状记忆效应。Ni2MnGa的磁致可逆应变能够达到10％左右，相比于现在用于执行器和驱动器材料的铁电陶瓷(O.1％场致应变)和磁致伸缩材料(Terfenol-D，0.24％磁致应变)，Ni2MnGa的磁致应变输出差不多是它们的50-100倍。因此，Ni2MnGa有望成为新一代智能驱动和传感材料。Ni2MnGa面临四个服役条件：应力、温度、磁场和化学环境(潮湿空气和氢等)。在复杂服役条件下，该合金的相变与断裂行为对其服役可靠性及寿命具有重要影响，但到目前为止该领域的研究工作还尚缺乏系统性和有待进一步深入。
本论文利用自制的加载和加热装置，通过偏光显微镜、透射电子显微镜和纳米压痕及动态模量成像技术原位研究了应力、温度、磁场和环境(湿空气和氢)单独和耦合作用下Ni50Mn30Ga20取向多晶的马氏体相变与断裂行为，获得如下研究成果：
1.偏光显微镜和透射电镜原位拉伸表明，室温拉伸时首先发生马氏体相变，多种变体之间互相“干涉”会形成“飘带”状形貌。裂尖处于有利位相的马氏体变体可以吞并附近变体协同形成大的切变，裂纹易于沿凸显马氏体孪晶形核扩展。应力下Ni50Mn30Ga20取向多晶优先沿晶界形核、扩展，但在晶粒内部，裂纹容易沿不同种马氏体的领域界形核，或沿处于有利位相的马氏体变体的孪晶界形核，优先级为晶界>领域界>孪晶界。
2.热循环时Ni50Mn30Ga20取向多晶中各晶粒应变不协调，容易在晶界产生应力集中，极易沿晶开裂。在晶粒内，裂纹容易沿马氏体变体间的领域界扩展。无载荷试样在多次(超过100次)热循环过程中晶内裂纹可以保持不扩展，但对于恒位移加载试样单次热循环即发生断裂。
3.金相尺度下观察到的移动“阴影”已被证实是奥氏体/马氏体相界面，并且相界面两侧形成6％弯折形变，如果利用平滑、稳定、重复性好、能精确变温控制的奥/马相界面，把Ni2MnGa合金应用在微型甚至纳米器件上，将克服其磁致输出应力较小、单晶制备困难的应用难题，同时还可以回避引入晶界和更多变体(领域界)导致的脆性，利用单晶粒的良好韧性，这意味着Ni2MnGa合金在微型甚至纳米器件上具备更有价值的潜在应用。
4.磁力显微镜观察表明，Ni50Mn30Ga20取向多晶马氏体板条上耦合着“鲱鱼骨”状的磁畴。在恒磁场(恒温/恒位移/干空气环境/4500Gauss)作用下Ni50Mn30Ga20取向多晶中的马氏体孪晶可以发生滞后迁移，材料发生“磁蠕变”，并且，引发裂纹的滞后扩展。
5.室温下水和湿空气环境中(RH=70％)恒位移外应力和压痕残余应力能使Ni50Mn30Ga20取向多晶预制裂纹发生滞后扩展，即发生应力腐蚀。动态充氢时，恒位移外应力和压痕残余应力能使Ni50Mn30Ga20取向多晶发生氢致开裂。氢(对应可扩散氢浓度C0=19.9wppm)能使Ni50Mn30Ga20取向多晶断裂韧性从KIC=1.9MPa.m1/2降为KIC(H)=0.4MPa.m1/2。
6.Ni50Mn30Ga20取向多晶硬度(H)和模量(Er)存在各向异性，氢能使平行[001]的平面上的H和Er下降，而使垂直[OOl]的平面上的H和Er升高。Ni50Mn30Ga20取向多晶在室温下能够发生纳米压痕蠕变，氢能促进室温蠕变。应力诱发的马氏体，其孪晶界处的结合力要比马氏体内部低；而变温诱发的马氏体则相反，其孪晶界处的结合力要比马氏体内部高。