自上世纪以来,作为一种具有广阔应用前景的能源材料,热电材料一直吸引着大量研究者的关注。热电材料可实现热能和电能的相互转换,可在废热发电和固态制冷等领域应用。Cu-Ni-Mn基合金由于其较为优良的Seebeck系数和较大的功率因子而被研究者们视为一种有前景的热电材料。如何进一步提升Cu-Ni-Mn基热电材料的热电性能以及力学性能是本文主要的研究内容。本文通过探索合适的制备以及加工工艺,进行微观组织与结构调控,达到优化其热电性能和力学性能的目的。本文采用熔炼-凝固-低温轧制-热处理的制备工艺,制备了Cu-Ni-Mn基合金热电材料,主要对三种样品进行微观组织结构和性能的分析:1.未掺杂Zr元素的Cu56Ni42Mn2合金铸态样品,在文中标记作铸态样品;2.未掺杂Zr元素的Cu56Ni42Mn2合金冷轧态样品,在文中标记作纳米孪晶样品;3.掺杂Zr元素的Cu56Ni42Mn2-0.25at.%Zr合金时效态样品,在文中标记作孪晶析出相样品。通过透射电子显微镜观察了样品的微观组织,发现所有样品中都存在着大量的位错,有利于降低合金的热导率;纳米孪晶样品和孪晶析出相样品中均包含大量的纳米孪晶,同时在孪晶析出相样品中观察到大量的纳米析出相,实现了纳米孪晶和纳米析出相共存。通过纳米孪晶结构形成的能量势垒过滤效应,使纳米孪晶样品的Seebeck系数得到明显提升,在773 K时,纳米孪晶样品Seebeck系数达到了-66.16μV K-1,比铸态样品提高5.2%,功率因子PF提高约10%。孪晶析出相样品中的纳米析出相增强了对声子的散射,孪晶析出相样品的热导率显著下降,在773 K时,Zr掺杂孪晶析出相样品比纳米孪晶样品总热导率降低了28.5%,比铸态样品总热导率降低了30.2%。在773 K时获得最高的热电优值ZT～0.22,比纳米孪晶样品提升了37.5%,比铸态样品提高了57.1%。另外,通过优化制备加工工艺,Cu-Ni-Mn基合金的力学性能也得到了综合优化,孪晶析出相样品维氏硬度达到了2.03 GPa,约为铸态样品的2倍。纳米孪晶样品的极限抗拉强度高达721 MPa。通过时效处理可以明显改善材料的塑性,孪晶析出相样品的均匀伸长率大幅提升。