由于地球共享资源的过度开采,我们面临着石油能源短缺、环境污染、气候异常等诸多问题,清洁型新能源材料的研发及利用已成为科学研究的热点。热电材料是一种能够将电能与热能直接转换的功能材料,拥有高温稳定性强、无污染和制备工艺简单等一系列显著的特点,目前性能较好热电材料几乎都是由地球稀缺的元素组成,价格贵重并且它们本身具有一定的毒性,在氧化物热电材料体系中,高温n型氧化物钛酸锶（SrTiO₃）是一种极具研究潜力的热电材料,但是在大规模商业化的应用方面具有一定的难度,并且对材料微观结构的分布和演变规律的研究不够系统,导致对热电输运性质的影响规律尚不清楚,因此系统的研究这些规律对于提升氧化物热电性能有指导性意义。本论文中以高温n型钛酸锶基氧化物热电材料作为主要研究对象,研究稀土元素和铌元素共掺杂SrTiO₃（STO）,分析镧铈铌多元素掺杂SrTiO₃（LaCeNb-STO）和镧镱铌多元素掺杂SrTiO₃（LaYbNb-STO）的微观结构与热电输运性能,研究多元素掺杂SrTiO₃微观结构分布和高温烧结过程中存在的演变规律,同时利用多种测试手段研究多元素掺杂对电导率、塞贝克系数和热导率的影响,具体的研究结果如下:1)采用水热法成功合成了La、Ce、Nb共掺SrTiO₃粉体和La、Yb、Nb共掺SrTiO₃粉体,两个体系的粉体均没有杂质相,且两种粉体平均粒径为20nm,掺杂的多种元素均进入了钛酸锶晶格中。2)采用200MPa的冷等静压将LaCeNb-STO粉体致密成型,再经高温1300℃烧结,烧结时间为5h,得到LaCeNb-STO块体材料。La、Ce和Nb元素成功掺入到了基体中,且块体中存在着均匀分布的TiO₂相,高掺杂浓度的样品与低掺杂浓度的样品形成差异较大的微观结构,高掺杂浓度样品平均晶粒尺寸更大,晶粒变宽。高温烧结过程中产生了Sr空位,Sr空位有助于电导率提高,同时多元素掺杂与纳米尺度大量晶界的形成有效降低了LaCeNb-STO块体的热导率,并且提高了材料ZT值,在LaCeNb-STO体系中La3Ce3Nb3样品功率因子在中温段530K时最高达到了1.62mWm^-1K^-2,La5Ce5Nb5样品在1000K时获得了最高ZT值为0.38。3)在LaYbNb-STO体系中主要采用冷压埋烧法研究多元素掺杂对微观结构和热电输运规律的影响,经高温烧结的块体析出了Yb₂Ti₂O₇和TiO₂第二相,大量晶界的形成使得晶格热导率降低,同时系统研究了La、Yb和Nb每种元素掺杂对体系电性能的影响规律,通过掺杂调控及还原气氛提高了电导率,优化了功率因子,La8Yb2Nb15样品在1000K时ZT值最高为0.30。为了研究烧结工艺对多元素掺杂微观结构与热电性能的影响,在真空热压烧结体系中第二相附近出现了微纳米孔隙,且比冷压埋烧法析出的TiO₂相多,La8Yb2Nb10样品的ZT值在1000K时取得了0.37,La8Yb5Nb10样品的ZT值在1000K时取得了0.38。