导电弹性Cu合金是制造高端仪器仪表以及电子元件时不可或缺的材料,Cu-Be合金作为其中最典型的代表可满足大部分使用条件的要求,但随着科学技术发展对此类材料性能要求的不断提高以及人们环保意识的日益提升,Cu-Be合金高温下抗应力松弛性能差、高温导电稳定性低、时效后元件变形量大、生产时会产生有毒粉尘等缺点也逐渐显露。因此开发其他体系的导电弹性合金材料日益迫切,Cu-Ni-Sn合金作为一种性能优异且环保的导电弹性材料逐渐受到了关注,特别是Cu-15Ni-8Sn合金强度可达1300MPa同时还具有优良的耐蚀耐磨性能。但由于Cu-15Ni-8Sn合金中Sn含量较高,在制备时极易发生偏析,时效时也容易产生不连续析出相,严重的影响了合金的性能。为了解决Cu-15Ni-8Sn合金的偏析以及不连续沉淀的问题,本研究从成分设计的角度入手,以稳定固溶体团簇模型为指导,对合金的成分进行了优化设计。首先解析了Cu-15Ni-8Sn合金中主要相的主团簇,并以DO₂₂型γ’相主团簇和Cu基体主团簇分别作为合金团簇式中的两部分,设计出了团簇式为{[Cu-Cu₁₂]Cu₃}₄{[Sn-Ni₁₂]Sn₃}的三元合金。然后通过考察各元素与Cu组成的二元体系的固液相线间距大小以及其与Cu、Ni、Sn各元素之间相互作用的强弱,选择了Si和Zn作为第四组元,在三元合金团簇式的基础上设计出了Cu₈₀Ni₁₅Sn_5-xSi_x（x=0,0.625,1.25,1.875,2.5 at.%）和Cu₈₀Ni₁₅Sn_5-xZn_x（x=0,0.1875,0.375,0.625,1.25,1.875,2.5 at.%）两个系列的四元合金。按照设计成分制备合金,并对合金的微观组织结构、固液相线间距以及硬度、电导率、高温导电稳定性等性能进行分析测试,实验结果表明:基于团簇模型设计的Cu₈₀Ni₁₅Sn₅合金硬度和电导率均高于同等处理条件下的Cu-Ni-Sn牌号合金,体现了以团簇模型为指导的成分设计方法的优越性。四元Cu₈₀Ni₁₅Sn_4.375Si_0.625合金性能也基本与C72900合金相当,当添加的Si在合金中处于固溶状态时,合金没有牺牲太多的电导率、硬度等性能,而显著的抑制了偏析的形成,时效时也无不连续析出相产生,同时其还具有较好的高温稳定性。较低Zn含量的Cu₈₀Ni₁₅Sn_4.8125Zn_0.1875合金,硬度已经远超C72900合金甚至超过了Cu-Be合金。Zn对合金的偏析状况以及时效组织的改善作用不如Si显著,但少量添加Zn可以有效地提高合金的硬度,电导率也保持较好的水平。本研究的工作通过各种手段分析了两种添加元素对合金的影响,并给出了两种元素合理添加量的具体指征,对后续开展多组元合金的设计和研究工作提供了实验依据和理论指导。