随着全球环境污染和能源危机的日益严重,开发新型环保能源替代材料已越来越受到世界各国的重视。β-FeSi₂是一种半导体热电材料,可在高温环境中工作,具有在500⁹00℃温度范围内的高温热电转换功能;β-FeSi₂具有抗氧化性强、原料来源丰富、性能稳定、价格低廉等优点,选用低纯度的工业原料进行制备对其热电性能无明显影响;另外,在β-FeSi₂制备过程中掺杂微量的Cu、Co、B、Al等元素可以形成p型或者n型半导体,明显提高了β-FeSi₂的热电性能,避免由于半导体两只脚材料的热膨胀系数不同而引起的热电元器件制作上的困难。正是由于以上优点,β-FeSi₂已成为一种很有发展前途的热电材料。本文采用燃烧合成-热处理工艺合成热电材料β-FeSi₂,用简单的方法来快速制备高纯度的β-FeSi₂。使用该工艺可以提高β-FeSi₂的实际应用价值,为该材料的广泛推广应用、直接投入工业生产降低了成本。本文以Fe粉、Si粉、KNO₃为原料,通过球磨混料增加反应物的机械能,经过球磨工艺后的试样有利于燃烧合成反应的进行。本文从以下几个方面进行了研究:1.对比分析掺杂Cu和不掺杂Cu对最终合成产物β-FeSi₂的影响,总结掺杂形成p型或者n型半导体的机理;2.在配料阶段通过改变铁硅原子配比,研究不同的硅含量对合成产物β-FeSi₂转化率的影响;3.对于燃烧合成的中间产物α-Fe₂Si₅选用箱式电阻炉分别选取不同的保温温度、保温时间进行退火处理,之后进行XRD分析,总结相转变α-Fe₂Si₅→β-FeSi₂合理的热处理工艺。研究表明:1.掺杂0.5 at%的Cu在热处理过程中能显著提高共析反应（α→β+Si）的反应进程,完全地将α-Fe₂Si₅转变为β-FeSi₂,形成P型半导体,而未掺杂Cu的燃烧合成产物经过热处理工艺,XRD衍射图谱显示始终存在相转变不完全的α-Fe₂Si₅相;2.以不同的铁硅原子比例配制的原料经过燃烧合成-热处理工艺制备热电材料β-FeSi₂,对其转化率有较大的影响,在混料阶段按Fe:Si=1:3的原子比例制备β-FeSi₂,XRD分析表明,过量的Si单质提高了Si+ε→β的相转变过程,很大程度上能够消除ε相,增加β-FeSi₂的含量;3.当热处理条件为800℃、2h时完全消除了α-Fe₂Si₅相,β-FeSi₂峰值最强,产物颗粒尺寸明显减小,大尺寸颗粒消失,内部组织比较均匀。