热电材料是一种能将热能和电能直接转换的新型功能材料。本文详细介绍了氧化物热电材料的研究与发展现状。目前,氧化物热电材料更具研究潜力和在高温下应用价值。本论文工作主要研究了CaMnO₃基氧化物热电材料的合成与性能,分析了反应条件、掺杂量等对材料性能的影响,并详细阐述了各影响因素对材料性能的影响机理。分别采用了改进的甘氨酸-硝酸盐法（MGNP）和柠檬酸燃烧法制备了Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉体和块体材料,并用甘氨酸-硝酸盐工艺和固相反应法分别合成了SDC (Ce_0.8Sm_0.2O_1.9)和(Sm_0.2Bi_0.8)₂O₃（SDB）。系统地研究了材料烧结温度不同对材料热电性能带来的影响。将柠檬酸法制备的Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉体和甘氨酸法制备的SDC(Sm_0.2Ce_0.8O_1.9)粉末进行机械混合制备了新型热电复合材料,并且研究了SDC的掺杂量对于复合材料Sm_0.1Ca_0.9MnO₃/Ce_0.8Sm_0.2O_1.9热电性能的影响。另外,还探索了在Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉体中加入SDB后,Sm_0.1Ca_0.9MnO₃/(Sm_0.2Bi_0.8)₂O₃复合材料热电性能随SDB加入量的变化情况。研究工作结果如下:1.利用改进的甘氨酸法可以制备单一纯相的Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉末,结合XRD图谱,计算得出Sm_0.1Ca_0.9MnO₃的平均晶粒尺寸约为43nm。与传统的甘氨酸法（GN）相比,改进法可以在短时间内产生大量的粉末,产率高,且有效地降低了粉体的合成温度,防止了Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉末的高温分解。2.Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉末压形数据比较好地遵循黄培云压形方程,其m值4.5445较大,粉末的硬化趋势较强,而极小的压制模量M（1.1247）表明合成的Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉末具有很高的压制性,有利于制备高性能热电陶瓷。3.在空气中采用常压烧结的方法制备了Sm_0.1Ca_0.9MnO₃块体材料并对材料的热电性能进行了表征,结果表明,Sm3+的掺杂使Sm_0.1Ca_0.9MnO₃在一定的温度下发生了半导体-金属的转变,同时有效的增加了载流子浓度,降低了材料的电阻率(1573K烧结试样电阻率在473K时达到最小值9×10^-5Ω·m)。在473K时功率因子达到最大值6.0×10^-4 Wm^-1K^-2。4 .采用溶胶-凝胶法,以柠檬酸为鳌合剂,通过自燃烧法合成了Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉末。同时,采用传统的甘氨酸法合成了单一纯相的SDC(Sm_0.2Ce_0.8O_1.9)粉末,并且将二者进行机械混合制备出Sm_0.1Ca_0.9MnO₃/Sm_0.2Ce_0.8O_1.9复合材料。5.复合材料Sm_0.1Ca_0.9MnO₃/Ce_0.8Sm_0.2O_1.9相对于SCM系统,虽然其seebeck系数有所减小,但其电阻率减小的幅度远大于Seebeck系数减小的幅度。所以总体上,材料的功率因子有较明显的增大。SCM+5%SDC（wt）在423K时,其电阻率达到最小值9.0×10^-5Ω·m,功率因子达到最大值1.2×10^-3 Wm^-1K^-2。第二相SDC的掺入有效地推动了复合材料Sm_0.1Ca_0.9MnO₃/Ce_0.8Sm_0.2O_1.9的烧结进程。一方面,SDC有于降低复合材料的电阻率,这主要是由于SDC的掺入增加了复合材料的载流子浓度。另一方面, SDC相的掺入有利于提高复合材料内部的氧离子空位的浓度,提高电导率。另外,SDC的加入可能提高复合材料的晶格散射和声子散射,这可能会降低材料的热导率,从而提高了复合材料的热电性能。6.在Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉体中加入少量SDB后,Sm_0.1Ca_0.9MnO₃/(Sm_0.2Bi_0.8)₂O₃复合材料的电阻率明显下降,提高了材料的热电性能。SCM+6wt%SDB样品在723K时电阻率达到最小值8.44×10^-5Ω·m ,功率因子达到最大值0.86×10^-3Wm^-1K^-2。研究表明采用改进的甘氨酸-硝酸盐法可以制备有一定粒度分布的、性能良好的热电氧化物Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉体;用黄培云压形方程来分析Sm_0.1Ca_0.9MnO₃粉末体的压制性能具有一定的科学性;SDB和SDC的加入非常有效地降低了Sm_0.1Ca_0.9MnO₃/Ce_0.8Sm_0.2O_1.9和Sm_0.1Ca_0.9MnO₃/(Sm_0.2Bi_0.8)₂O₃复合材料的电阻率,提高了材料的热电性能,用缺陷化学的理论解释了电阻率下降的原因。为进一步的研究钙钛矿型复合氧化物热电材料提供了一种研究思路和解决方案。