随着工业化的不断发展,能源危机和工业污染问题越来越严重。这为热电材料提供了非常好的发展契机。在传统热电材料使用过程中,热能-电能转换复杂且能量转换效率低,造成能源浪费,这与热电材料内部相结构密切相关。近年来氧化物热电材料在高温下的各项物理化学性质研究广泛,其中Cu-Rh-O三元氧化物在催化、电化学等领域有着潜在的应用,但其在热电材料实际反应过程中的热力学转变却鲜有问津。随着微电子和芯片技术的日益发展,热电材料的力学稳定性在制作热电器件方面也是需要重点考虑的因素。因此,Cu-Rh-O三元氧化物热电材料在制备过程中不同温度下发生的反应,不同压力下力学稳定性对研究其热电性能具有重要意义。本文针对铜铑基的两种重要氧化物Cu Rh₂O₄和Cu Rh O₂的力学性能,采用第一性原理计算的方法计算Cu Rh₂O₄和Cu Rh O₂的弹性常数,合成Cu Rh₂O₄和Cu Rh O₂反应的各个物质的声子谱,分析了Cu Rh₂O₄和Cu Rh O₂的力学性能和Cu Rh₂O₄和Cu Rh O₂反应热力学趋势,并与实验相结合,通过固相反应烧结方法得到了不同温度下的样品。通过掺杂Mg元素研究其对Cu Rh₂O₄热电性能的影响。计算和实验结果表明:1、通过MS和Gibbs软件分别计算Cu Rh₂O₄和Cu Rh O₂的热力学数据。利用MS的CASTEP程序包计算声子谱值,得到热力学数据与实验手册数据相比对,验证数据的准确性。通过Gibbs软件计算热容,将声子谱方法得到的热容和通过Gibbs软件计算热容与手册热力学数据对比发现,MS的CASTEP程序包计算声子谱得到的热力学数据与手册更为接近。2、通过对生成Cu Rh₂O₄和Cu Rh O₂反应所对应的各个物质的热力学性质计算,对比各个物相的T*S随温度变化曲线,Cu Rh₂O₄的稳定性优于Cu O和Rh₂O₃,Cu Rh O₂较为稳定,而Rh₂O₃较不稳定,Cu₂O的稳定性介于Cu Rh O₂和Rh₂O₃之间。反应Cu O+Rh₂O₃→Cu Rh₂O₄,在25℃～1174℃反应自由能变值（35）r G（T）小于0,在1174℃～1523℃之间反应自由能变值（35）r G（T）大于0。600℃时,反应自由能达到最小值,说明600℃提供给反应的热力学驱动力最大。对于反应Cu₂O+Rh₂O₃→2Cu Rh O₂来说,在25℃～1540℃温度区间内,Gibbs自由能的值均大于0,且随着温度越高,Gibbs自由能的值越大。3、通过计算晶胞体积变化所对应的能量值的变化,进而计算和分析Cu Rh₂O₄和Cu Rh O₂的力学性能,同时采用基于MATLAB的Modulusball软件将不同压力下各向异性通过三维图像表征。对Cu Rh₂O₄和Cu Rh O₂的力学性能计算表明,Cu Rh₂O₄在低压下各向异性小,在9.1GPa时在表现为力学不稳定性,塑性随受力变化不明显。Cu Rh O₂各项异性随压力变化较大,40GPa的各向异性程度变化最为明显。根据菱形晶系的Born稳定性判据得出,当受力>62 GPa,C₄₄<0,Cu Rh O₂力学性能不稳定。4、通过X-ray,差热和XPS分析表明,Cu O+Rh₂O₃→Cu Rh₂O₄的实际反应温度区间在理论计算的温度范围内,实验与计算误差相差174℃。提高反应温度后,Cu Rh₂O₄在高温下发生了相变生成了Cu Rh O₂。通过分析Cu Rh O₂和Cu Rh₂O₄的混合样品Rh价态可知,存在Rh的单质态。结合计算排除了Cu₂O+Rh₂O₃→2Cu Rh O₂的可能性,确定了Cu Rh₂O₄高温分解反应为:Cu Rh₂O₄→Cu Rh O₂+Rh+O₂。5、使用固相烧结和SPS法合成了Cu Rh_2-2xMg_2xO₄（x=0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3）块体,通过XRD的图谱分析表明,Mg掺杂量x<0.3时,Cu Rh_2-2xMg_2xO₄的X射线衍射峰整体偏移,表明Mg元素已掺杂进入Cu Rh₂O₄晶格中。采用Seebeckk-电阻测试系统设备对样品进行热导率、电导率及塞贝克系数的测试,结果表明Mg掺杂降低了样品热导率,热导率随着掺杂量的上升而下降;Mg掺杂改善了Cu Rh₂O₄的电学性能,Mg掺杂提高了样品电导率和ZT值。