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由于β-Zn4Sb3具有较低的热导率和较高的热导率,使其在中温热电材料领域具有广阔的应用前景。然而β-Zn4Sb3热电优值仍然无法满足当代商业应用的需求。因此,如何提高β-ZnZ4Sb3的热电性能成为了科研人员研究的热点之一。掺杂和第二相可以调节材料的载流子浓度和迁移率,是提高热电性能的有效措施。另外,众所周知,材料的微观组织决定了材料的性能。而强磁场能够通过洛伦兹力、磁化力、磁力矩以及磁化能改变凝固过程中熔体的流动、溶质元素分布、组织形貌等进而有望显著改善材料的的性能。本文通过强磁场下熔融缓冷方法制备了富锌和铟掺杂的β-Zn4Sb3基热电材料,探究了强磁场对富锌和铟掺杂的β-Zn4Sb3基热电材料微观组织和热电性能的影响规律。本文通过金相显微镜、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)以及差示扫描量热仪(DSC)等手段对所制备的β-ZnSb3基块体材料的相组成和微观组织进行了检测和分析,并使用Seebeck系数/电阻率测试装置、激光导热仪、霍尔效应测试仪测试了 β-Zn4Sb3基块体材料的热电性能(Seebeck系数、电阻率、热导率、载流子浓度以及载流子迁移率)。主要得到以下结论:(1)强磁场对富Zn的β-Zn4Sb3基块体材料微观组织和热电性能的影响:对于富Zn的β-Zn4Sb3材料来说,样品由β-Zn4Sb3相和富Zn相组成,Zn弥散分布在β-Zn4Sb3相基体中。磁场的施加使得富Zn相在β-ZnSb3基体中的分布弥散程度提高;施加强磁场后,c轴朝着平行于磁场的方向取向;DSC结果表明强磁场的施加使得β→α相变温度向高温方向移动。强磁场施加后,1at%和Zat%富Zn样品的Seebeck系数均有所降低,而3at%富Zn的样品的Seebeck系数逐渐增大,而不管Zn成分多少,电阻率和热导率降低趋势明显;总体上,强磁场具有提高ZT值得效果,其中富Zn含量2at%的β-Zn4Sb3样品的ZT值在673K时从无磁场条件下的0.54提高到磁场强度B=11.5T时的0.78,提高了43.4%。(2)强磁场对In掺杂β-Zn4Sb3基材料微观组织和热电性能的影响:对于In掺杂(X=0.005,0.02)的β-Zn4Sb3材料,检测分析表明试样由Zn4Sb3相和富Zn相组成。拉曼散射检测结果表明强磁场的施加使得光谱峰强度明显增强,且出现蓝移现象。In掺杂β-Zn4Sb3施加强磁场后,所有In掺杂样品的Seebeck系数和电阻率增大,结果使X=0.005样品的功率因子减小,而X=0.02的功率因子增大。(3)富Zn和In掺杂对β-Zn4Sb3材料的影响.:富Zn和In掺杂都能够影响材料的载流子浓度和载流子迁移率进而影响到材料的电学性能,并且作为晶体结构中的缺陷,可以有效地散射声子进而影响到材料的热学性能。总体上来说,富Zn使得样品的Seebeck系数和电阻率下降,热导率增加;In掺杂使得样品的Seebeck系数提高,电阻率下降。DSC结果表明In的掺杂可能抑制β相到α相的转变。此外,在相同的磁场条件下,所有In掺杂样品的功率因子均高于单相样品的功率因子。