半导体热电材料能够实现热能与电能的直接相互转化,常用于温差发电和热电致冷,使用半导体材料制成的热电转换器件对环境没有污染。Bi2Te3基半导体热电材料在室温下具有良好的热电特性,应用前景十分广阔。但目前Bi2Te3基半导体热电材料的热电转换效率较低,远未达到理论极限值,所以目前研究热点主要集中在如何提高其转换效率上。本文基于机械合金化热压烧结法制备了Al2O3掺N型赝三元半导体热电材料,采用X射线衍射分析、扫描电子显微分析和霍尔效应方法研究材料微观结构,通过热电性能测试建立掺杂浓度和烧结温度等制备工艺参数对材料微观结构和热电参数的影响规律,揭示材料热电性能优化的内在物理机制,旨在为进一步提高热电材料的性能提供依据和指导。首先采用机械合金化方法制备N型赝三元半导体机械合金化粉体。为使粉体材料能够易于热压成型,将粉体经500℃退火充分释放机械合金化过程中产生的内应力;再按照不同浓度（0 wt%、0.5 wt%、1 wt%、1.5 wt%、2 wt%）配比掺入Al2O3;将Al2O3浓度不同的赝三元粉体在550 MPa、200℃下热压成型,得到Al2O3掺N型赝三元半导体机械合金化热压块体材料;取浓度为0.5 wt%的Al2O3掺N型赝三元半导体机械合金化烧结热压块体材料分别经240℃、280℃、320℃、340℃和360℃烧结后得到Al2O3掺N型赝三元半导体机械合金化热压烧结块体材料。X射线衍射分析结果表明,N型赝三元半导体机械合金化粉体经500℃退火后,衍射峰的半高宽变窄且峰值增高,说明高温退火会使晶体化程度增强;N型赝三元半导体机械合金化热压块体材料掺入Al2O3后,衍射峰峰位没有发生偏移,说明掺入Al2O3不改变材料的晶面间距;制备的材料在240℃烧结温度下（0001）面与其他晶面相比出现生长滞后现象,而随烧结温度的进一步升高,所有晶面对应的峰值持续增大,材料的晶体化程度不断增高。扫描电子显微分析结果表明,随烧结温度的升高,晶粒尺寸不断增大,发生聚集,层状结构面积增加。霍尔效应分析表明,掺入Al2O3不会改变材料中的载流子浓度。研究Al2O3浓度对材料性能影响的研究结果表明,随掺入Al2O3浓度的增高,Al2O3掺N型赝三元半导体机械合金化热压块体材料的Seebeck系数绝对值先增大而后减小,在1 wt%时达到最大值,而电导率和热导率则持续降低。Seebeck系数的变化主要是Al2O3掺入引起载流子散射效应增强而载流子有效质量增大导致的,而电导率和热导率的持续降低主要是由于随Al2O3掺入浓度的增高引起载流子散射效应不断增强导致的。热导率的变化主要取决于载流子热导率的变化,而Al2O3掺入对晶格热导率没有影响。研究烧结温度对材料性能影响的结果表明,Al2O3掺N型赝三元半导体机械合金化热压烧结块体材料随烧结温度的升高,Seebeck系数绝对值持续减小,电导率显著增高,而热导率则先减小后增大并在280℃附近达到最低。Seebeck系数的绝对值和电导率的变化主要是由于随烧结温度的升高材料的晶体化程度增强引起载流子的散射效应减弱导致的。热导率随烧结温度变化的规律主要由晶格热导率和载流子热导率的变化共同决定,随烧结温度的升高,温度低于280℃时热导率主要取决于晶格热导率的变化,而温度高于280℃时主要取决于电子热导率的变化。热电优值Z由Seebeck系数、电导率和热导率共同决定,Al2O3掺N型赝三元半导体机械合金化热压烧结块体材料的Z值随烧结温度的增高先增大而后减小,在340℃附近达到最大为1.66×10-3K-1。本文的研究结果揭示了制备工艺参数对材料微观结构和热电性能影响的物理机制,可为进一步提高现有热电材料的热电性能提供理论指导和实验依据,具有一定的学术和工程实际应用价值。