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近年来,随着现代工业和科学技术的迅猛发展,航空航天、机械制造、微电子等领域对铜合金的性能提出了更高的要求,即拉伸强度大于600 MPa,电导率大于80%IACS。纯铜的电导率较高,但强度较低,因此如何在保证铜高电导率的前提下,尽可能的提高其强度,从而获得综合性能优异的铜合金材料,是目前高性能铜合金的研究热点。本论文采用机械合金化和低温快速热压烧结技术制备出了具有纳米超细结构的高强高导铜合金,并通过添加其他金属粉末,制备出了一系列未见报道的高性能铜铁、铜铁铬、铜铁锆和铜铁磷合金材料。纳米细晶强化和微量合金化的共同作用,保证了铜强度显著提升的同时,对电导率的损害较小。研究了纳米粉体的制备条件、块体的烧结工艺对材料性能的影响,同时对材料的微观结构、元素分布、增强机理等也进行了研究。研究结果表明:1.机械合金化和低温热压快速烧结相结合的方法是制备具有纳米结构高性能铜铁、铜铁铬、铜铁锆和铜铁磷合金的有效方法。2.以纯铜粉为原料通过高能球磨制备了高活性纳米铜粉;利用纳米铜粉通过低温热压快速烧结制备出具有纳米结构的铜铁块材;所制备的铜材具有较高的拉伸强度649 MPa和电导率71.86%IACS,其强度的主要增加机制是纳米晶结构。3.详细阐述了高活性纳米铜合金粉体的制备过程,并分析了球磨过程中铁等杂质引入的因素及其对性能的影响。添加微量的合金元素Cr、Zr、P可以减少球磨过程中沾染的铁含量,同时影响球磨效率,使粉体团聚程度减小,促进了烧结致密化,影响合金性能。其中,铜铁合金强度最好,最高可达771 MPa;添加的微量合金元素Cr、Zr、P,使铜铁合金在提高电导率的同时,强度发生了下降。而相比于Cr和Zr,添加更少的P,制备的铜铁磷合金在电导率大幅度提高的同时,强度减少的更小。4.制备了 Cr含量为0～0.5wt.%的纳米Cu-Fe-Cr合金,探讨了 Cr含量对合金中沾染的铁含量、合金晶粒尺寸、微观结构和性能的影响。0.2 wt.%Cr的添加细化了合金的晶粒,有效减少了合金中的铁含量,净化了基体组织,提高了合金的电导率,其最佳综合性能为:电导率73.37%IACS,强度513 MPa。5.制备了 Zr含量为0～0.5 wt.%的纳米Cu-Fe-Zr合金,探讨了 Zr含量对合金中沾染的铁含量、合金晶粒尺寸、微观结构和性能的影响。Zr同样可以减少合金中沾染的铁含量,净化基体组织;而且相比于铬,锆更活泼,在铜基体中分散性更好,对电导率影响更小,添加0.1 wt.%Zr,明显提高了合金的电导率,而强度下降很少,其最佳综合性能为:电导率75.19%IACS,强度502 MPa。6.制备了 P含量为0～0.04 wt.%的纳米Cu-Fe-P合金,探讨了 P含量对合金中沾染的铁含量、合金晶粒尺寸、微观结构和性能的影响。在磷添加量为0.025 wt.%时,合金综合性能较好,此时合金中铁含量为1.12 wt.%,电导率为80.41%IACS,强度为517 MPa。