热电材料，也称为温差材料，是一种能够实现热能和电能之间直接相互转换的功能材料。用热电材料制作的器件具有体积小、无噪音、无污染、无运动部件、免维护等突出优点，在温差电致冷和温差发电方面具有极为重要的应用前景。 本文采用真空单轴热压方法制备了Bi₂Te₃基热电材料，并用纳米复合的方法，进一步改善热压试样的性能。最后用本实验室制备的热压材料制作了有实用价值的热电器件。通过测试力学性能、电学性能、热学性能及XRD、SEM等手段，研究了Bi₂Te₃基材料的宏观性能和微观机理。此外，还利用半导体致冷板测试仪和自行设计的温差电池测试仪测试了热电器件的性能。本文取得以下主要研究成果。 1、力学测试的结果表明，热压试样的密度在原始区熔材料的97％以上。所有热压试样的剪切强度都在21MPa以上，与区熔Bi₂Te₃基材料（001）解理面的强度相比，提高4倍左右。电学性能测试发现．热压试样的电学性能低于区熔试样，其原因被认为主要是由于在材料粉碎和热压过程中，有效载流子浓度发生了变化。实验发现，相对于区熔试样，p型热压试样的最佳工作温度向低温方向偏移，而n型热压试样的最佳工作温度向高温方向移动。研究发现，热压法制备的Bi₂Te₃基热电材料保留了一定的取向性，基面（垂直热压方向）的综合性能优于侧面。 2、对Bi₂Te₃基热电材料的微区Seebeck系数的研究发现：微区Seebeck系数与对应微区内的形貌和主要合金元素Bi、Te、Se以及掺杂元素Ⅰ的浓度分布没有显著的相互关联关系；不同微区内Seebeck系数差异可达到40～50μV·K^-1，其主要原因是晶粒之间的空间取向差异；区熔定向凝固试样的微区Seebeck系数分布图中存在垂直于凝固方向的周期性条纹，可能是来源于凝固过程中的周期性外场干扰。 3、相对于未添加纳米Bi₂Te₃的热压试样，纳米复合热压试样的功率因子提高了15％，并且有证据表明，添加纳米粉末可以进一步降低材料热导率。在高温下，纳米复合热压试样的热导率只有区熔试样的40％。纳米复合热压试样和区熔试样的ZT值峰值基本相当，但高温性能远远优于区熔试样，在400K以上的温度，纳米复合热压试样的ZT值比区熔试样高一倍以上。