铜合金具有良好的导电性、导热性和耐腐蚀性等物理和化学性能,在电子、电气与核工业等领域具有广泛的应用,随着应用领域的增多,对其力学性能和高温下组织的稳定也提出了更高的要求。由Hall-Petch关系可知,细化晶粒是提高金属材料强度的有效途径,且该强化方式不会牺牲材料的延展性。然而,当晶粒细化至超细晶甚至纳米晶时,晶界的体积分数会明显增大,导致其在高温下晶粒更容易长大,进而损失其优异的力学强度。本文以Cu-Zr与Cu-Zr-B合金为研究材料,通过高能球磨和热等静压方法分别制备得到纳米晶与超细晶材料,并对其显微组织、热稳定性和力学性能进行了系统的研究。通过高能球磨方法制备了溶质原子过饱和的纳米晶Cu-Zr与Cu-Zr-B合金,并对其进行了 600至900℃的热处理,控制晶粒的长大与第二相颗粒的生成。通过结合高温原位XRD、离位XRD、TEM、STEM-EDS和HAADF-STEM对机械合金化粉末和不同退火温度下的退火粉末进行多尺度互补表征及测试其显微硬度,发现经900℃（0.83 Tm,Tm为熔点）热处理1小时后的机械合金化粉末颗粒的50%的晶粒仍然为纳米晶（小于100 nm）,且其显微硬度几乎未发生变化。表征结果表明,700℃以下温度,主要是Zr原子的晶界偏聚和晶界处Zr颗粒的钉扎起热稳定作用,700℃至900℃时,来自于热处理过程中原位自生的ZrC和ZrO2纳米级第二相颗粒的强晶界钉轧是稳定纳米铜晶粒和保持材料硬度的关键。以高能球磨方法制备的纳米晶Cu-5 at.%Zr合金粉末为原料,通过热等静压方法制备得到块体超细晶合金材料,研究了不同热轧温度对其显微组织、力学性能和电导率的影响。结果表明,该合金组织由第二相颗粒贫乏区和富集区组成,原位生成的第二相颗粒主要为ZrC和ZrO2。热轧后,晶粒未发生明显长大,随着热轧温度的升高,合金的屈服强度略微下降,由热等静压状态的497 MPa下降至1000℃热轧后的438 MPa,断裂延伸率则由2.7%单调上升至4.5%,强化机制分析表明,该合金的主要强化机制为晶界强化和弥散强化。随着热轧温度的升高,Cu-5 at.%Zr合金的电导率先降后升,主要影响因素为宏观烧结缺陷、晶界体积分数、固溶原子和第二相颗粒对电子的散射作用。