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形变Cu-Fe原位复合材料由于Fe纤维强化效果好且价格低廉等优点一直受到国内外研究人员的广泛关注。但由于Fe在Cu基体中的高温固溶度大,低温扩散速度慢,导致过量Fe原子固溶在Cu基体中,从而危害复合材料导电率。因此,如何促进Cu基体中Fe原子的析出并优化Cu-Fe原位复合材料强度和导电率的匹配是当前研究的重点和难点。针对这些问题,本文结合国内外高强高导Cu基原位复合材料研究现状,通过多元合金化的方式来抑制基体中Fe原子的固溶,促进Fe原子的析出,并分析合金元素对复合材料的作用机制。本文采用的技术路线如下:首先采用CALPHAD（Calculation of Phase Diagram）相图计算技术对所研究的Cu-Fe-Ag和Cu-Fe-Ag-P系合金进行相平衡热力学计算,指导合金成分设计和热处理工艺;其次利用熔铸法和冷拉拔变形工艺制备不同成分的Cu-Fe-Ag和Cu-Fe-Ag-P系原位复合材料,研究Ag和P对Cu-Fe原位复合材料组织和性能的影响;最后通过均匀化热处理和时效热处理来研究热处理工艺对Cu-Fe-Ag和Cu-Fe-Ag-P原位复合材料的组织和性能的影响,并分析Ag和P在热处理过程中的作用机制。实验中采用X-射线衍射仪（XRD）,光学显微镜（OM）,扫描电子显微镜（SEM）,透射电子显微镜（TEM）等结构分析手段和拉伸实验,电阻率测量实验,系统地研究了Ag和P对Cu-Fe原位复合材料组织和性能的影响,获得到如下结论:Cu-Fe-Ag三元体系相图热力学计算结果表明,Ag能降低Fe在Cu中的最大固溶度,起到抑制Fe的固溶作用。随着Ag含量增加,Fe在Cu中的最大固溶度逐渐减小;在500℃,Cu-Fe-Ag富Cu角开始析出平衡相α-Fe,800℃时富Cu角开始出现液相;Ag能使Cu-Fe熔体形成溶混间隙,随Ag含量增加,溶混间隙向高温方向扩大;Cu-Fe-Ag-P系热力学相图计算结果表明,P<0.1at.%,在300℃700℃范围,Cu-Fe-Ag富Cu角可以形成FeP,Fe2P,Fe3P和Cu3P相。Ag能细化初生Fe枝晶,随Ag含量增加,初生枝晶更细,但Ag>1%后细化效果不明显。揭示了初生枝晶细化机理是Ag能降低Cu/Fe之间的界面能,促进γ-Fe粒子的形核,增大形核速率。变形组织中,Cu-Fe-Ag复合材料更容易形成纤维结构组织。在变形程度相同的条件下,随着Ag含量增加,纤维厚度和间距越小。对形变Cu-Fe-Ag和Cu-Fe-Ag-P原位复合材料的强度进行分析,揭示了形变Cu-Fe-Ag和Cu-Fe-Ag-P原位复合材料多元多尺度强化机制:首先是变形过程中形成的Fe纤维对复合材料的强化,即σfilament,纤维对复合材料的强化作用满足Hall-Petch公式,其次是基体中固溶的Fe原子和Ag原子对基体的强化作用,即σFe和σAg,最后是Cu-Fe-Ag-P基体上析出粒子的强化,即σprecipitate,析出粒子强化满足Orowan强化机制。根据这些物理模型结合实验数据,得到了合金元素Ag和P对复合材料的强化机制模型,即通过均匀化热处理细化了合金铸态组织,促进2次Fe粒子和纳米粒子析出。随着Ag含量增加,初生枝晶尺寸更小。大变形条件下,均匀化热处理的复合材料能获得更高的强度,其来源于变形过程中形成细小的纤维引起的界面强化。均匀化热处理使Ag抑制了Fe在Cu中重新溶解,促进了大量二次Fe粒子的析出,减少了杂质原子散射,使复合材料导电率提高4-5%IACS。中间时效热处理使Cu-Fe-Ag基体析出大量纳米α-Fe粒子,大小约为20nm,导致三次中间时效热处理后复合材料导电率提高近20%IACS。时效过程中Ag加速了Fe原子的形核和析出,但Ag的存在降低了纤维热稳定性,使部分Fe纤维发生开裂。最终的时效热处理导致Cu-Fe-Ag-P复合材料基体析出大量的纳米Fe3P粒子（50nm）和球形α-Fe粒子（20nm）,这些粒子的析出使复合材料导电率提高约18%IACS。时效过程中基体发生了回复与再结晶,使复合材料强度有所下降。通过同步辐射反常X射线小角散射对等温时效过程中Cu-0.6Fe和Cu-0.6Fe-0.5Ag（at.%）合金中Fe粒子的析出行为进行实时观测,获得了α-Fe粒子析出动力学方程:R1=0.08t1/2和R2=0.09t1/2。动力学方程表明,在相同时间内,Cu-Fe-Ag合金析出的α-Fe粒子半径更大,这表明Ag能加速Cu基体中α-Fe粒子的析出。