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热电材料是一种能实现热电转换的功能材料。利用该材料不仅可以使汽车尾气、地热、太阳能等低品位热源发电,而且可以实现电的静态制冷。目前已在航天、微电子及超导等领域得到广泛应用。其中β-FeSi2作为热电材料,在世界能源危机日益显现和人们致力于绿色能源开发的今天,对其研究开发应用有着重要的现实意义。β-FeSi2具有高温热电转换功能,还有抗氧化、无毒、原料来源丰富、成本低廉等优点。本文以Fe粉、Si粉和KN03为原料,通过淬熄实验,并且采用退火和热压工艺来处理燃烧合成后的产物。主要从以下几个方面进行了研究：1.通过淬熄实验,研究Fe-Si体系自蔓延高温合成的过程和产物,深入研究Fe-Si体系反应的机理；2.分别研究热处理和热压两种工艺对合成β-FeSi2的影响,探讨不同的工艺对产物组成及组织形貌的影响；3.分析研究Cu、 Al双掺杂对β-FeSi2转变过程的影响并了解其组织转变的规律。研究结果表明：1.β-FeSi2相的固溶成分比较窄,自蔓延高温合成并不能直接生成β-FeSi2,产物中只包含ε-FeSi和α-Fe2Si5相。温度较高时,Fe粉与Si粉可直接反应生成α-Fe2Si5并且产物中主要含有α-Fe2Si5, ε-FeSi含量很少。而温度较低时,生成产物中ε-FeSi含量增多。2.采用退火和热压两种工艺对自蔓延高温合成的产物进行后续处理。由于ε-FeSi是稳定相,在后续的处理过程中并不能使之反应生成β-FeSi2。β-FeSi2是由亚稳相α-Fe2Si5相发生共析反应生成。3.采用后续处理虽然能够生成β-FeSi2，但是其转化率依然很低。少量Cu的掺杂,可显著提高共析反应α→β+Si的速率,进而提高β-FeSi2转化率：Al掺杂虽然可以提高原始粉料的利用率但是对共析反应的促进作用很小,故采取Cu, Al双掺杂不仅提高了原始粉料的利用率,而且还解决了产物不纯的问题。4.退火虽然可以消除燃烧合成球粒产物内晶格缺陷,细化晶粒。但热压所得到的产物较退火产物晶粒细致、组织均匀。