微电子、电力、信息、交通及机电等行业的快速发展对高强高导形变Cu基原位复合材料的强度、电导率和塑性提出了更高要求。本文通过合金成分优化、熔铸、大塑性变形及各种热处理,设计并制备了Cu.14Fe.Cu-7Cr和Ag微合金化的Cu-14Fe-0.1Ag.Cu-7Cr-0.1Ag四种实验材料,并采用X射线衍射仪(XRD)、光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)及透射电子显微镜(TEM)等手段观察和分析了材料的微观组织结构；采用液晶电子拉力试验机、维氏硬度计、数字微欧仪等测试和分析了材料的力学性能和导电性能。系统研究了Ag微合金化在材料凝固、形变及热处理过程中的作用及机理,并引入了定向凝固和强磁场处理技术,详细研究了其对材料组织和性能的影响规律和机制,结合适当的时效工艺,对材料的强度、电导率和塑性进行了有效调控。得出了以下主要研究结果：铸态Cu-Fe合金的Fe相主要以树枝晶的形态分布于Cu基体中,Cu-Cr合金的Cr相绝大部分以树枝晶、少量以细小的共晶形态存在于Cu基体中。微量Ag元素加入后,铸态Cu-Fe.Cu-Cr合金中的初生相和形变Cu-Fe.Cu-Cr原位复合材料中的纤维相平均尺寸和间距减小、分布更加均匀。纤维组织的立体形态为弯曲的薄片状,其轴向形成过程主要经历了枝晶破碎、颗粒扁化与旋转、纤维搭接与合并、纤维细化与均匀化等四个阶段。提出了分段的强化机制物理模型,当冷变形应变量较小时,材料的强度符合修正的混合法则σC=σM fM+σX fX,其中σM=σ+k3m1/2X,对形变Cu-14Fe原位复合材料,当η≤5时,k3=52；随着冷变形应变量的增加,材料的强化机制逐渐偏离混合法则,其强度满足Hall-Petch关系,对形变Cu-14Fe原位复合材料,当5<η≤7.8时,具体的强化数学模型可表示为σC=108+1299λ-1/2;随着冷变形应变量的进一步提高,材料内的位错密度下降,抗拉强度与纤维平均间距之间逐渐偏离Hall-Petch关系,其抗拉强度主要由界面障碍强化模型决定。Ag微合金化使形变Cu-14Fe.Cu-7Cr原位复合材料的强度提高。这主要是因为Ag的加入细化了初生相,使Ag微合金化形变Cu-b.c.c.原位复合材料在更低的变形量下满足Hall.Petch关系,对形变Cu-14Fe-0.1Ag原位复合材料,当4<η≤7.8时,Ag微合金化的强化数学模型可表示为σc=139+1299λ-1/2.通过对不同材料的拉伸断口形貌观察发现,随着冷变形应变量的不断增加,宏观上材料的断口逐渐由杯锥状向剪切形态转变；微观上断口韧窝尺寸逐渐减小、变浅。微量Ag元素加入后,材料出现上述变化的相应冷变形应变量提高,表明微量Ag元素的加入将提高形变Cu-b.c.c.原位复合材料的塑性变形能力。冷变形应变量对形变Cu-b.c.c.原位复合材料电导率的影响主要由Cu基体和纤维相的界面引起的界面散射电阻率决定。界面散射电阻率的数学模型可表示为pint=—0.09+KD(d0/d),对形变Cu-14Fe原位复合材料而言,kD=0.02。微量Ag元素加入后,在相同的冷变形应变量下,形变Cu-14Fe.Cu.7Cr原位复合材料的电导率均有所上升。微量Ag元素对形变Cu-b.c.c.原位复合材料电导率的影响主要是由杂质散射电阻率变化引起的。由于Ag元素与Fe/Cr相比,在Cu基体中具有溶解竞争优势,加入后可进一步促进固溶Fe/Cr原子的析出,而且固溶Ag原子对Cu基体电导率的影响要远远低于固溶Fe/Cr原子。因此,Ag微合金化可降低杂质散射电阻率,从而促使复合材料的电导率上升。微量Ag元素的加入,有利于第二相纤维的细化、纤维／基体的界面能降低以及Fe/Cr等原子在基体中扩散系数的提高,从而导致材料中第二相纤维的热稳定性下降,促使热处理过程中材料的电导率峰值向低温方向偏移；有利于加速第二相粒子的时效析出,促使Cu基体在较低温度下发生脱溶分解,析出细小弥散的第二相粒子,从而导致材料的强度峰值向低温方向偏移。通过Ag微合金化、形变、适当的中间热处理和最终时效处理的协同作用,对形变Cu-14Fe和Cu-7Cr原位复合材料的强度、电导率和塑性进行了综合调控,形成了一种有效的调控工艺。采用合适的强磁场预备热处理,可提高第二相Fe原子在Cu基体中的扩散系数,加速过饱和固溶Fe原子的析出,促使第二相Fe枝晶的球化、细化和均匀化,使形变Cu-Fe原位复合材料的强度和电导率同时获得提高；采用适当的定向凝固处理,有利于铸态组织中初生Cr晶粒形成沿抽拉方向排列的方向性,使第二相长棒状组织的平均尺寸和间距减小、分布更加均匀,从而使形变Cu-Cr原位复合材料在保持高电导率的同时获得强度的大幅提升；结合适当的后续热处理,可对材料的强度、电导率和塑性变形能力进行有效调控。η=7.8的形变Cu-14Fe-0.1Ag原位复合材料经10T强磁场等时时效1h后获得的较好强度/电导率/断后伸长率组合主要有1149MPa/60.3%IACS/3.3%、1093MPa/61.9%IACS/3.5%和1006MPa/63.7%IACS/3.7%等；η=8的形变Cu-7Cr-0.1Ag原位复合材料经等时时效1h后获得的较好强度/电导率/断后伸长率组合主要有1067MPa/74.9%IACS/2.9%、1018MPa/76.0%IACS/3.0%和906MPa/77.6%IACS/3.3%等。