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本文设计了四种Cu-Ni-Si基合金成分，运用光学金相分析(OM)，透射电镜(TEM)，电子束微区分析(EDAX)，X射线能谱分析等多种分析和测试手段，较系统和深入地研究了合金的组织以及第二相的成分、结构、形貌、大小和分布。通过几种工艺方法试验，研究了合金元素和加工工艺对合金的强度、导电性和软化温度等性能的影响，旨在进行成分的优化和工艺的调整。
研究发现，采用合理的热处理工艺可以使Cu-3Ni-0.6Si基合金在时效过程中析出尺寸在20-40nm之间的δ-Ni2Si颗粒，从而使合金的强度和导电率达到良好的匹配。通过透射电镜(TEM)电子衍射花样发现，这种析出物与基体晶格间存在确定的位向关系：(100)基体∥(100)析出物，[012]基体∥[001]析出物。加入微量的P能有效地提高Cu-3Ni-0.6Si基合金的强度和硬度，同时使δ-Ni2Si析出颗粒的弥散度提高，尺寸减小，但会降低合金的导电率。加入少量的Cr能有效地提高Cu-3Ni-0.6Si基合金的强度和软化温度。此外，减少Cu-3Ni-0.6Si基合金中Si的含量有助于提高合金的导电率，但却降低了合金的强度。
在形变后固溶时效工艺下，研究合金随时效温度和时间的变化时发现，时效温度越高，δ-Ni2Si颗粒析出得越快，合金达到硬度峰值所需的时间就越短。到达峰值后，继续延长时效时间，析出的δ-Ni2Si随时效时间的延长不断长大，共格关系部分失落，颗粒间间距增大。同时，导电率随时效时间的延长不断地提高。根据试验结果和固态相变基本原理，推导出合金形变并固溶处理后，时效过程中导电率随时间变化的Avrami导电率动力学方程。对加工工艺调整的研究发现，在形变前进行固溶预时效能够提高合金的硬度、强度和导电率。另外，对预时效温度的研究结果表明，预时效温度的升高有利于提高合金的硬度。预时效温度越高，合金能达到的最大导电率就越大。采用优化后的加工工艺和热处理后，此合金Cu-3Ni-0.6Si-0.2Cr的性能指标为：硬度215HV，强度919MPa，导电率45IACS％，延伸率12.2％，软化温度为690℃，膨胀系数为16.64×10-6/K，显示出优良的综合性能。