集束拉拔工艺制备的Cu-Nb复合线材具有较高的强度和良好的导电性,是被应用于强脉冲磁场中以实现100 T的脉冲强磁场材料。本文通过对Cu-Nb复合线材进行不同温度的退火处理,利用SEM、TEM、XRD、纳米压痕力学性能测试等方法来研究不同退火处理条件下复合材料的微观组织及织构演变情况,分析了退火处理对材料力学性能和电学性能的影响,着重分析了CuNb纳米复合区的显微硬度,并且通过计算估计了材料的强度。对退火处理后材料的微观组织与力学性能和电学性能的关系进行了分析。主要研究结果如下:(1)集束拉拔工艺制备的Cu-Nb复合线材中的Nb芯丝形成了卷曲的条带状形貌,单根Nb芯丝的平均宽度约为320 nm,厚度约为20 nm,达到了纳米尺度,Nb芯丝在纵截面上呈纤维状结构。最内层的Cu基体厚度大约为76 nm,基体中存在大量的位错和孪晶,这与材料经过大塑性变形,内部产生了较高的应变能和晶格畸变有关。(2)当退火温度小于300 ~oC时,Nb芯丝的尺寸和形貌没有发生明显的变化,仍然呈条带状,保持平行于拉拔方向的纤维结构。400 ~oC退火后,Nb芯丝仍然保持条带状,但是在部分芯丝的表面出现了不连续的球状凸起。当退火温度高于500 ~oC以后,Nb芯丝边缘球化现象变得明显,并且出现Nb条带的分裂。随着退火温度的进一步升高,Nb芯丝的圆柱化、球化和粗化现象变得明显。(3)温度范围从室温到900 ~oC,Cu基体主要表现为(111)面取向,Nb相主要表现为(110)面取向。原始态的Cu-Nb复合材料中,Cu基体和Nb相衍射峰较为宽化,衍射峰强度较低,随着退火温度的升高,衍射峰强度逐渐增加。Cu(111)和Nb(110)衍射峰半高宽呈现出不同的变化趋势,随着退火温度的升高,Cu(111)面衍射峰半高宽略微下降,而Nb(110)衍射峰半高宽随着退火温度的升高总体呈现先下降后上升的趋势。(4)原始状态的Cu-Nb复合线材的Cu基体主要形成了<111>取向织构,未观察到明显的<200>织构,Nb芯丝主要形成平行于拉拔方向的<110>织构。随着退火温度的升高,Cu基体的<111>织构和Nb芯丝的<110>织构都出现先增强后减弱的趋势。(5)经显微硬度测试,Cu-Nb复合线材的显微硬度值随退火温度的升高表现出单调下降的趋势。纳米压痕数据表明,不同退火温度材料的载荷-位移曲线都表现出光滑的曲线形状,CuNb复合区的位移总是比Cu基体区域少。随着退火温度的升高,材料不同测试区的弹性模量出现轻微的下降,材料的屈服强度随着退火温度的升高在逐渐减小,材料的强度不断下降而塑性不断增加。(6)随着退火温度的升高,Cu-Nb复合线材的导电性不断增加。线材的导电性主要是由Cu基体的导电路径连续性决定,材料的电阻率主要受到界面散射和位错散射的影响。Cu基体的回复再结晶和Nb芯丝的球化,圆柱化和长大现象会使CuNb界面减少,使Cu基体的导电路径连续性增加,减弱界面散射对电阻率的贡献,从而导致材料的导电性显著增加。