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SiGe合金是主要高温热电合金材料,由于SiGe合金固相线和液相线间距太大,合金熔体冷却时易出现偏析、甚至分相,且固相下Si、Ge元素的互扩散系数很小,因此制备成分均匀的SiGe合金是材料制备的一个重大挑战。另外,经过半个世纪研究,SiGe合金的热电性能得到显著提升,但目前RTG使用的Si80Ge20合金性能水平仍然不高,n型和p型材料的最高ZT值仅为0.93@1200K和0.5@1100K,寻找周期短、廉价节能的制备高性能SiGe合金的新方法对于SiGe热电材料的广泛应用具有十分重要的意义。针对上述问题,本论文采用MS结合PAS烧结技术尝试制备成分均匀SiGe合金,主要研究内容和结果如下:论文首先尝试MS制备Si80Ge20合金研究MS制备SiGe合金的可行性,系统研究了喷嘴类型及喷气压力对MS产物的影响,研究表明,采用喷嘴尺寸为0.5×5 mm2坩埚及0.02 MPa的喷气压力能够制备较均匀的薄带产物,且产率明显高于喷嘴尺寸?0.5 mm坩埚和0.5×2 mm2坩埚。本征Si80Ge20合金的需要通过掺杂提高其电性能,因此论文第二部分为MS-PAS制备n型和p型Si80Ge20合金及其热电性能,系统研究了MS转速对材料成分、相分布、微结构以及热电性能的影响,并尝试通过优化掺杂量进一步优化ZT值,结果表明MS薄带产物和PAS烧结产物均存在分相,随着MS转速增加,薄带和合金块体的均匀性均得到明显改善,掺杂元素的分布也随着基体相分布均匀化更均匀,最终n型Si80Ge20P2合金在MS转速为30 m s-1时因具有较高的载流子浓度和迁移率其ZT值达到0.9@950 K,p型Si80Ge20B1.7合金在MS转速为50 m s-1时因具有较高Seebeck系数其ZT值达到0.6@950 K。因为高Si/Ge比合金分相趋势更小,且减少价格昂贵元素Ge的使用具有重要实际意义,因此本论文最后部分为MS-PAS制备n型和p型Si90Ge10合金及其热电性能,系统研究了MS转速对材料成分、相分布、微结构以及热电性能的影响,并尝试通过优化掺杂量进一步优化ZT值,结果表明,MS制备Si90Ge10薄带及PAS烧结产物较Si80Ge20合金分相进一步减小,同时掺杂元素随着基体相的均匀化分布更均匀,这使得MS-PAS工艺制备Si90Ge10合金热电性能仍达到传统RTG使用Si80Ge20合金水平,MS转速为30 m s-1制备的n型Si90Ge10P0.5合金ZT值在950 K时达到0.7,MS转速为50 m s-1制备p型Si90Ge10B合金ZT值在950K时达到0.5,较传统RTG使用Si80Ge20合金仍有所提高,并且减少了Ge元素的用量从而降低了成本,这对SiGe合金的广泛应用具有十分重要意义。MS-PAS工艺制备SiGe合金全过程耗时约2.5 h,相比RTG使用SiGe合金的制备工艺,极大地缩短了制备周期,节约了能耗。