传统气体压缩制冷技术采用的工作介质为各种卤代烃类制冷剂,其泄漏会严重破坏环境,且现在该技术的制冷效率已接近理论极限。因此,开发更高效、环保的制冷技术显得十分紧迫。固态制冷是基于固态介质在外场作用下的弹热、磁热、电热效应进行工作的新型制冷技术。弹热制冷因其热效应显著且实现条件简单而受到广泛的关注。Mn-Ni-X（Sn、In、Ga）形状记忆合金在相变温度附近存在弹热效应、磁热效应、形状记忆效应等丰富的物理性能,从而被认为是一种比较新颖、有前景的固态制冷材料。但这类合金的本征脆性限制了其在弹热制冷方面的应用。本文主要尝试元素掺杂方式来改善Mn-Ni-Sn形状记忆合金的力学性能,并调整合金相变温度至室温附近,研究合金在室温附近的弹热效应。主要研究内容包括以下几个方面:在Mn49Ni41Sn10-xGdx合金中,通过Gd取代Sn能调控合金的马氏体相变温度且在这类合金中获得了显著的室温弹热效应。随着x增加,合金的马氏体相变温度逐渐升高。Mn49Ni41Sn9.4Gd0.6合金在室温下具有良好的超弹性性能、可逆的弹热性能和磁热性能。在卸载500MPa应力后,该合金温降可达-11.2K。同时,在400MPa应力下进行200次循环测试后合金弹热性能几乎没有出现衰减。另外,Mn49Ni41Sn9.4Gd0.6磁热效应显著,在外磁场强度为3 T时,磁熵变可达8.6 J Kg-1 K-1。Gd掺杂会在合金中引入细小、弥散的第二相（γ相）,且γ相随x增大而增多。合金的断裂强度因γ相增多而显著增强,Mn49Ni41Sn10 断裂强度仅为 400 MPa,而 Mn49Ni41Sn9.4Gd0.9则达到 1550 MPa。通过Tb取代Sn,Mn50Ni40Sn10-xTbx合金可获得大且可逆的室温弹热效应。增加Tb元素将合金的马氏体相变温度调整到室温附近。Mn50Ni40Sn9.3Tb0.7合金室温条件下的组成相主要为奥氏体（L2l型）及少量马氏体（5M型）,表现出良好的室温超弹性性能。该合金室温时卸载600MPa应力后,最大弹热温降为-13.6K。随x增大,合金的断裂强度明显增强,其中Mn50Ni40Sn3.1Tb0.9合金的断裂强度可达1550 MPa。Mn50Ni40Sn10-xTbx合金对热处理条件比较敏感,经不同温度固溶后微观组织会有显著的差异。利用过渡元素Nb有效调整Mn50Ni40Sn10-xNbx合金的马氏体相转变温度和力学性能。Nb增多对析出相有显著的抑制作用。随x增大,合金中第二相数量减少,且第二相形状、分布也发生显著的变化。这Mn50Ni40Sn9.4Nb0.9合金室温条件下组成相主要为奥氏体,该合金具有良好的室温弹热性能,卸载700MPa应力后,温降达到-7.7K。Nb元素掺杂显著改善合金的力学性能,Mn50Ni40Sn9.4Nb0.6合金的断裂强度可达1600 MPa。通过Ti元素掺杂,Mn50Ni40Sn10-xTix（x=2.0,2.5,3.0）合金获得了良好的力学性能和室温弹热效应。当x=2.5时合金弹热效应最为显著,在卸载700MPa应力后,合金温降达到-8.4 K。Mn50Ni40Sn8.0Ti2.0合金的断裂强度达到1600 MPa。随着Ti元素增加合金的断面组织结构发生明显变化。