In den beiden Heusler-Verbindungen Ni-Mn-In und Ni-Mn-In-Co lassen sich aufgrund der magnetostrukturellen Umwandlung zwischen der paramagnetischen Tieftemperaturphase, dem Martensit, und der ferromagnetischen Hochtemperaturphase, dem Austenit, große magnetokalorische Effekte erzielen. Die martensitische Umwandlung findet durch Nukleations- und Wachstumsprozesse statt und lässt sich präzise durch die Veränderung der chemischen Zusammensetzung über einen weiten Temperaturbereich einstellen. Ein Magnetfeld oder hydrostatischer Druck verschieben die Umwandlungstemperatur. Aufgrund dieses Effektes kann die Umwandlung induziert werden. In dieser Arbeit wird der Einfluss dieser äußeren Faktoren mit Hilfe eines phänomenologischen Modells definiert untersucht. Die martensitische Umwandlung ist mit einer erheblichen thermischen Hysterese verbunden. Diese beschränkt die Reversibilität der adiabatischen Temperatur- und der isothermen Entropieänderung maßgeblich. Jedoch kann der zyklische magnetokalorische Effekt verbessert werden, wenn das Material stets in einem Zustand der Phasenkoexistenz aus Martensit und Austenit, in sogenannten inneren Hystereseschleifen, festgehalten wird. Im Gegensatz dazu wird die thermische Hysterese durch hohe Magnetfeldraten und in einzelnen, mikrometergroßen Partikeln verbreitert, was für die Anwendung berücksichtigt werden muss. Um das unterschiedliche Verhalten von kleinen Fragmenten bzw. von Volumenmaterialien zu verstehen, wird ein Finite-Elemente-Modell vorgestellt, durch das die Bedeutung mechanischer Spannungen während der Umwandlung ersichtlich wird. Desweiteren wird ein Versuch unternommen, ressourcenkritische Elemente der magnetokalorischen Heusler-Legierungen zu ersetzen, um deren Nachhaltigkeit zu verbessern und diese interessante Materialklasse für die Anwendung weiter zu entwickeln. | German |