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铜及铜合金由于兼有卓越的导电、导热性能，良好的力学性能，优异的抗腐蚀性能等优点，使其在现代工业，特别是电子电器行业中有着广泛的应用。目前，高性能铜合金的研究和开发工作已经成为国内外学术界和产业界共同关注的热点。时效强化作为金属材料最重要的强化方法之一，是获取高性能铜合金的重要手段。而相图作为材料设计的“地图”，对高性能铜合金材料的开发具有重要的指导意义。因此，本论文以实验与计算相图为依据，设计了一系列时效强化型铜合金并进行相关表征测试，主要研究成果如下:
(1)实验测定了Cu-Ni-Si三元系在800、900和1000℃时全成分范围内的等温截面相图。验证了液相区域以及一个三元化合物相τ1的存在，γ(Cu5Si)、γ(Ni31Si12)、δ(Ni2Si)与θ(Ni2Si)相在三元系中存在一定的固溶度范围，γ(Cu5Si)与θ(Ni2Si)相能够通过置换Cu或者Ni而分别稳定化到更高或更低的温度范围。
(2)基于Cu-Ni-Si与Cu-Ni-Ti三元系的相平衡信息，设计了一系列析出强化型Cu-Ni-(Si，Ti)合金，并对其在600、700与800℃的时效性能进行了实验研究。利用合金时效过程中析出相的体积分数与电导率的线性关系，计算推导了第二相析出JMA相变动力学方程与电导率方程。
(3)基于本课题组建立的fcc两相分离型铜合金热力学数据库，设计了一系列Spinodal强化型Cu-Ni-(V, Mo)合金，并对其在800与900℃的时效性能进行了实验研究。
本研究获得的相平衡实验结果，将为高性能铜合金的成分和组织设计提供重要的理论指导。本研究获得的时效强化铜合金性能参数以及建立的数学模型可为相关高性能铜合金的深入研究提供参考。