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20世纪90年代以来,随着世界经济和科技的不断发展,一次能源的过度使用,导致了以温室效应、雾霾、酸雨等为首的环境问题的产生,最终使得能源枯竭及全球环境危机日益严重。因此,研究并开发无污染、无噪音、高效率的能量转换材料来代替一次能源,成为各国材料工作者追求的目标。另外,若将热电转换技术与太阳能、核聚变等结合起来,合理利用这些源源不断且无污染的能源,从而实现能源的可持续发展,同时也减缓了环境危机。其中,FeSi2具有良好的高温抗氧化性及高温热电转换性能,同时资源丰富、价格低廉,且无毒,是一种很有应用价值的高温热电转换材料。本文以能够实现热能和电能互相转换的热电材料β-FeSi2为研究对象,以Fe粉、Si粉及KNO3为原料,采用工艺简单、节能、瞬间完成反应过程的自蔓延高温合成及后续热处理工艺研制备热电材料β-FeSi2。采用X射线衍射仪(XRD)及扫描电子显微镜(SEM)等分析讨论了不同工艺参数对合成产物组织结构的影响,这些参数主要包括原料粒度、压坯压力、热处理温度及热处理时间等。另外,通过掺杂不同含量Co的元素,利用XRD、SEM对比分析不同Co含量的自蔓延高温合成产物及经过热处理后获得的试样的相组成及形貌,同时将这些组织疏松的粉末试样,使用真空烧结压机进行热压成型,使其致密化,然后测试了所制备块状试样的Seebeck系数、电阻率及热导率等热电参数,并对其进行了分析讨论,最终为制备性能较好的热电材料β-FeSi2奠定基础。研究表明:1、压坯压力的增大或原料粒度的减小,都会使试样的致密度增大,反应也越容易发生,当压力为120Mpa,原料粒度为75~90μm时,反应速率最快,获得的产物颗粒之间也没有粘结现象;2、当热处理温度为840℃时,保温时间为3h时,β相衍射峰强度增强很明显,β-FeSi2转化率最高,杂相α相基本消失,产物的晶型生长完整,结晶度最高,所以最佳的热处理工艺为:热处理温度840℃、保温时间3h。3、掺杂Co对自蔓延高温合成产物的相组成没有影响,当添加量为0.05%时,α相的衍射峰强度最强,而ε相的衍射峰强度最弱,获得的共晶组织中α相结晶度好,含量较高,经热处理后,获得的试样中β-FeSi2的结晶度好,纯度高;4、通过对β-FeSi2的各热电参数进行研究发现,在相同温度下,掺入元素Co后,试样的热电参数与未掺时相比,均有显著的变化,其Seebeck系数有所增大,而电阻率及热导率却有所减小。