Mg2Si金属间化合物是一种环境友好型中温域热电半导体材料。目前对于MgSi热电材料的研究主要是采用高温熔融法或长时间的固相反应的方法，通过引入掺杂元素来提高材料电导率或者形成固溶体来降低材料热导率，从而提高材料热电性能。在当前通过晶体结构纳米化或材料纳微米复合化来改变和优化化合物电子及声子的传输特性已经成为研究的热点时，关于Mg2Si结构纳米或纳微米化对其声子或载流子传输特性影响的研究报道极少，而且由于Mg活泼的化学特性，传统制备Mg2Si的方法难于得到单相的Mg2Si，也会影响材料性能。因此，适当、快捷的制备方法，以及通过引入纳米或纳微米结构结合掺杂等其它手段是否可以获得性能优异的Mg2Si热电材料，是急需探索和解决的问题。 本论文以高纯Mg、Si粉为原料，采用放电等离子体烧结方法（SPS），通过对合成温度、压力、保温时间及Mg含量的分析，在823K-20MPa-10min，Mg在Mg，Si化学剂量比基础上过量10wt%条件下合成得到单相Mg2Si；合成得到的Mg2Si粉体再采用SPS在1023K-20MPa-10min条件下烧结得到完全致密的、单相Mg2Si块体。 采用机械球磨MgzSi微米粉体的方法制备Mg2Si纳米粉体，选取WC球和罐，在球料比为20：1、转速为370r/min、球磨时间为70h时获得平均晶粒尺寸约为十几纳米的MgS1粉体。 将纳米、微米粉体采用SPS方法烧结，由于SPS升温速度快、时间短的烧结特点，抑制了烧结过程中晶粒长大，分别得到了MgSi微米材料和MgSi纳米材料，分析对比两者的热电传输性能发现：由于纳米结构引入的较多晶界，增强了载流子散射，导致纳米材料电导率、热导率均低于微米材料，而晶界势垒散射则使纳米材料的Seebeck系数高于微米材料，综合电导率、热导率及Seebeck系数的影响，在800K时纳米Mg2Si材料的热电优值（ZT）达到0．36，具有更高的热电性能。由此认为纳米结构的引入有助于提高Mg2Si材料热电性能。 由于大量晶界引入一方面降低电导，另一方面又提高了材料Seebeck系数，降低了材料热导率，因此可以通过烧结制备纳微米复合材料，调节晶界含量，来使得晶界对于材料热电传输性能的影响最优化。通过同质Mg2Si纳微米复合材料的制备及性能研究发现，由于晶界势垒散射促使材料Seebeck系数α随晶界含量增加而增加，材料电导率σ、热导率κ则随晶界含量增加而减少，当纳米颗粒含量为50wt%时，同质Mg2Si纳微米复合材料的ZT值在823K时达到0．45，分别是完全微米相和完全纳米相Mg2Si材料的1．5及1．1倍。纳微米结构的引入可以进一步改善Mg2Si的热电性能。 论文探索了Bi掺杂对MgSi材料的热电传输性能的影响，发现一方面Bi掺杂提高载流子浓度，显著提高材料电导，另一方面Bi固溶引起的晶格畸变又会对热导率降低产生一定作用，因此明显提高了材料的热电性能；当Bi掺杂量为1．5at%，纳、微米含量分别为50wt%时，Mg-Si基同质纳微米复合材料在823K获得最大ZT值为1．1，高于Mg-Si体系目前其它文献的报道。