纳米材料是当前材料科学研究的前沿，它的潜在优势和应用价值受到国内外研究者的密切关注。目前纳米CuCr材料表现出较低的截流水平和较高的耐压能力，在真空开关上具有较大的应用前景。为了探索纳米触头材料在真空开关中应用的可能性，本文以纳米CuCr材料为对象，利用模拟机和真空灭弧室，从截流水平、耐压能力、抗电弧侵蚀能力、抗熔焊性能和分断能力等方面对其电性能进行了综合研究。　　首先本文建立了一种改进型的真空触头材料分断能力理论判据用以指导试验样品材料的制备。该判据是在分析阴极热场致发射电流密度与材料热、电参数之间关系的基础上建立的，判据指出：减小触头材料的电阻率和游离电位，增大比热、沸点、密度、熔化潜热和汽化潜热等参数，有助于提高触头材料的分断能力。基于此判据，通过调整烧结时间、烧结温度、烧结压力等工艺参数对真空热压烧结和放电等离子体烧结方法制备的CuCr材料的电阻率、比热、密度等参数进行优化，从而实现了触头材料改性。　　利用真空触头材料模拟试验装置，在直流24V/10A、阻性负载下研究了放电等离子体烧结的纳米CuCr50材料的抗电弧侵蚀特性，结果表明：纳米CuCr50材料的分断燃弧时间高于微晶CuCr50材料，电弧侵蚀量大于微晶CuCr50材料，其主要原因是纳米CuCr50触头材料的热导率、致密度和熔化潜热较低，饱和蒸汽压较高，在分断过程中材料蒸发产生的金属蒸汽量较多，燃弧时间增加，相应地扩散到周围环境中的金属粒子增多，导致其电弧侵蚀量高于微晶CuCr50材料。　　在直流42V/10A、阻性负载下研究了热压烧结纳米CuCr25材料的抗熔焊性能，结果表明：纳米CuCr25材料的抗熔焊能力高于微晶CuCr25材料；熔焊发生之前纳米CuCr25材料的分断燃弧时间可能没有明显的变化规律，即，熔焊发生具有一定的随机性；少数分断长燃弧不一定能导致触头熔焊，但是小范围内的一组分断长燃弧可能立即导致触头熔焊。通过对触头熔焊机理进行深入分析，指出影响触头材料抗熔焊性能的主要因素是触头表面材料的熔焊强度和熔焊面积，与燃弧时间、电弧侵蚀量没有必然联系；纳米CuCr25阴极触头表面电弧烧蚀均匀，阳极触头表面熔层结构疏松导致表面材料熔焊强度降低，是其抗熔焊性能优于微晶CuCr25材料的主要原因。　　采用金属W和微晶CuCr材料作对比，研究了热压烧结和放电等离子体烧结纳米CuCr材料的耐压能力，结果表明：纳米CuCr材料对称配对时的耐压能力劣于微晶CuCr材料，而非对称配对时的耐压能力存在“中间效应”。指出真空间隙的击穿主要是由场致发射导致的阳极材料气化引起的，其击穿场强由阴极和阳极材料共同决定；纳米CuCr材料的电导率、热导率、致密度和熔化潜热均低于微晶材料，因此，由场致发射所产生的金属蒸汽量较多，导致其对称配对时的耐压能力低于微晶CuCr材料。　　利用高压合成试验回路，研究了放电等离子体烧结工艺和真空热压烧结工艺制备的纳米CuCr25材料的分断能力，结果表明：纳米CuCr25材料的分断能力劣于微晶CuCr25材料，原因之一可能是纳米CuCr25材料的热导率、致密度和熔化潜热降低，电阻率增大，在分断过程中产生了较多金属蒸汽，导致介质强度恢复速度变慢，在恢复电压作用下引起电弧重燃；原因之二可能是纳米CuCr25材料的硬度较高，脆性较大且导热性能较差，在大电流烧蚀下，由于热-力分布不均匀而产生了裂纹，使电弧在裂纹区发生集聚，导致分断失败。　　根据本文研究结果，真空热压烧结和放电等离子体烧结纳米CuCr材料的大电流分断能力不如微晶CuCr材料，其电寿命试验达不到工业要求，可能是纳米CuCr材料制备工艺不成熟所引起的，纳米CuCr材料能否应用于真空断路器尚不明确；但是，纳米CuCr材料具有良好的抗熔焊性能和较低的截流水平，因此，在真空接触器等小电流真空开关电器上具有较大的应用潜力。　　本文探索了纳米触头材料在真空开关中应用的可能性，对纳米CuCr材料的电性能做出了较为全面、合理和科学的评价，研究成果对于开发新型真空触头材料，促进纳米技术在开关电器上的应用，具有重要的理论意义和现实意义。