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In4Se3化合物是一种非常有潜力的新型热电材料,由于其特殊的层状晶体结构,材料具有很低的晶格热导率,研究报导,In4Se2.35单晶b-c面上的ZT值在700K时高达1.48。然而,由于单晶材料显著的各向异性,a-b面上的ZT值仅为0.5。此外单晶In4Se3容易沿层间解理面发生断裂,机械性能差,为后续的模块化加工带来了很大的困难。因此,研究发展具有良好机械性能和热电性能的多晶In4Se3材料具有十分重要的意义。本文采用机械合金化(Mechanical Alloying,简称MA)结合热压(Hot Pressing,简称HP)烧结工艺制备了一系列In4Se3基多晶块体热电材料,通过X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDS)、热电以及机械性能测试等多种分析检测手段,研究了制备工艺,材料成分和纳米复合对1rn4Se3系合金的热电性能和力学性能的影响。主要工作和结果如下：研究了球磨工艺对In-Se二元系机械合金化过程的影响。发现在球料比为20：1,球磨转速400r/min条件下,名义成分为In4Se3的单质混合粉末经3小时球磨就可得到细小均匀的单相In4Se3化合物粉末。研究了HP工艺对In4Se3材料微结构和热电性能的影响,发现在烧结温度为723K,120MPa压力下,烧结2h后可以得到组织均匀近乎完全致密的样品(相对密度可达96%),相应的n型In4Se3合金的ZT为0.39。研究了In位Fe掺杂的FexIn4-xSe3(x=0-0.15)和经不同纳米金属复合后In4Se3材料的微观组织结构及热电性能,结果表明：1)随着Fe掺杂量提高,(x=0-0.15)样品的品格体积收缩,载流子浓度降低,电阻率和Seebeck系数绝对值均增大；而热导率则随温度升高,先减小后增大。总体而言,Fe掺杂对样品综合热电性能未有显著提高,其中成分为Fe0.05In3.95Se3的ZT值最高,723K时为0.44;2)首次采用金属醋酸盐热分解的方式制备了纳米金属颗粒复合的In4Se3和In4Se2.65多晶热电材料。研究发现,与Ni、Co相比,Cu原子容易固溶到In4Se3的晶格里,可以显著提高材料的载流子浓度,改善材料的导电性能。此外,由于纳米金属颗粒引入了额外的声子散射,复合样品的热导率随着金属颗粒粒径的减小而显著减小,最终纳米Cu复合的In4Se3块体样品的最大ZT值达到0.97(723K)。通过MA-HP工艺制备的In4Se3-x(x=0-0.65)样品很难得到单相结构,其中会有少量单质In出现。少量的In单质和Se缺位的引入能够有效提高In4Se3-x化合物的载流子浓度,显著提高材料的电性能,而热导率则先随着x的增加(0<x≤0.35)迅速减小,其中In4Se2.65的样品在723K时热导率最低可达0.54Wm-1k-1,然后随着Se缺位量的进一步增加(0.35<x≤0.65)又逐渐增大,最终In4Se3-群品的热电性能较准化学计量比的样品有了显著提升。其中In4Se2.65样品具有最大ZT值,在723K时达0.94；为了进一步提高In4Se2.65样品的热电性能,本文采用了纳米Cu对其进行复合改性,并制备了一系列x wt%Cu/In4Se2.65(x=0-0.17)复合块体材料,研究发现随着纳米Cu含量的增多,载流子浓度逐渐变大,电阻率和Seebeck系数绝对值均逐渐减小,样品的热导率呈现出先减小后增大的趋势,最终纳米Cu/In4Se2.65复合样品的热电性能有了进一步改善,纳米Cu含量为0.1wt%的In4Se2.65样品的Z7max达1.08(723K)。以In4Se2,65材料为基体,分别制备了纳米TiO2和纳米TiC弥散分布的In4Se2.65复合材料,并研究了纳米第二相对其热电性能的影响。结果表明：1)随着TiO2加入量的增大,材料的电阻率和Seebeck系数的绝对值增大,样品的热导率先减小后增大,0.5wt%TiO2复合In4Se2.65样品表现出最大的ZT值(0.96@723K)和最好的抗弯强度63MPa(室温)；2)随着TiC加入量的增大,材料的电阻率和热导率均逐渐降低,TiC含量为0.8wt%时In4Se2.65样品具有最大ZT值(0.98@723K)和最高的抗弯强度72MPa(室温)。