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热电材料是一种能实现热能和电能相互转换的功能材料，目前热电材料研究的最大的挑战是找到一种高热电优质的材料体系。β-Zn4Sb3是一种性能优良、环境友好(无Pb)的中温热电材料，它的ZT值在670K时达1.3，其高热电性质主要来自其极低晶格热导率。本论文主要研究了β-Zn4Sb3合金基纳米复合体系热电性质。我们分别以纳米相(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8和Cu3SbSe4为第二相，制备和研究了三种复合体系f((Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8)/β-Zn4Sb3(f=0.5，1，2 vol.％)、f(Cu3SbSe4)/β-Zn4Sb3(f=0，1，3，5，6 vol.％)和f(Cu3SbSe4)/β-Zn4Sb3(f=10，15，20vol.％)的热电性质，探讨了含不同纳米添加相、同一添加相不同复合量对复合体系热电性质的影响。主要研究结果如下: 我们首先制备和研究了f((Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8)/β-Zn4Sb3复合体系的热电性质，探讨不同的添加相对复合体系热电性能的影响及可能引起的能量过滤效应。研究结果显示，在以β-Zn4Sb3为基体、以(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8为第二相所得到的纳米复合体系f((Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8)/β-Zn4Sb3(f=0.5，1，2 vol.％)中，有明显的增强的能量过滤效应。在复合量从f=0 vol.％增大到f=1 vol.％的过程中，散射因子从0.35线性增加到1.03。在300K时，对于复合量为f=1 vol.％的样品，热电势增大了60μV/K，其功率因子在650K时达到1.35×10-3W/(mK2)，相比未复合β-Zn4Sb3增加了大约30％。与此同时，第二相(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8复合引起了声子散射的增强从而实现了样品的热导率～15％的降低。功率因子的提高和热导率的降低，优化了β-Zn4Sb3的热电性能，特别是复合量为1 vol.％(Bi2Te3)0.2(Sb2Te3)0.8的样品，热电优值在648K达到了1.1，是未复合β-Zn4Sb3样品的1.5倍。 我们进一步制备和研究了300K-650K温度范围内的纳米复合体系f(Cu3SbSe4)/β-Zn4Sb3(f=0，1，3，5，6 vol.％)的高温热电性能。研究结果表明，在以β-Zn4Sb3为基体、以纳米第二相Cu3SbSe4为复合相所得到的纳米复合体系f(Cu3SbSe4)/β-Zn4Sb3(f=0，1，3，5，6 vol.％)中，由于界面势垒的存在从而有非常明显的能量过滤效应增强，在复合量从f=0 vol.％增大到f=5 vol.％的过程中，散射因子从0.35线性增加到1.36。在300K时，对于复合量为f=5 vol.％的样品，其热电势增大了70μV/K，功率因子在650K时达到1.34×10-3W/(mK2)，相比未复合的β-Zn4Sb3增加了大约30％。进一步的高分辨电子显微像分析表明Cu3SbSe4/β-Zn4Sb3纳米复合体系存在纳米分级结构，这是能量过滤效应增强的微观结构证明。与此同时，纳米第二相Cu3SbSe4引起了声子散射的增强从而大幅度降低了样品的热导率。功率因子的巨大提高和热导率的明显降低显著提升了β-Zn4Sb3基体的热电性能，特别是复合体积分数为5 vol.％Cu3SbSe4的样品，热电优值在648K达到了1.37，是未复合β-Zn4Sb3样品的2倍，是所有已知报道的β-Zn4Sb3基材料的最大值，表明在完全无Pb和Te的体系中，通过合适的材料体系选择进行纳米复合，可以同时实现功率因子的提高和热导率的降低，从而获得较大热电优值的提升。 最后，我们研究了添加大比例的第二相Cu3SbSe4对复合体系f(Cu3SbSe4)/β-Zn4Sb3(f=10，15，20 vol.％)热电性质的影响。研究结果显示，在以β-Zn4Sb3为基体、以第二相Cu3SbSe4为复合相所得到的纳米复合体系f(Cu3SbSe4)/β-Zn4Sb3(f=10，15，20 vol.％)中，没有观察到明显的能量过滤效应发生。但是由于Cu3SbSe4具有比较大的热电势和迁移率，以较大的体积比例(f=10，15和20 vol.％)Cu3SbSe4复合到β-Zn4Sb3基体里可以极大提高基体的热电势和迁移率，从而提高纳米复合体系的功率因子。特别是当复合量f=15 vol.％时，在648K时功率因子相比未复合样品提高了接近30％。与此同时，Cu3SbSe4纳米相复合后极大地降低了复合体系的热导率，特别是当复合量f=15 vol.％时，热导率降低了～40％。功率因子的提高和热导率的降低，优化了β-Zn4Sb3基复合体系的热电性能，特别是复合15 vol.％Cu3SbSe4的样品，其热电优值在648K达到1.23，是未复合β-Zn4Sb3样品的1.6倍，表明大比例复合具有较高热电势和高迁移率的纳米第二相，是一种简单而有效提高体系热电性能的方法。