Cu合金由于具有优良的导电导热性能、耐腐蚀性以及易于加工等优点,被广泛应用于现代工业的诸多领域中,是人类生产生活中不可或缺的有色金属材料之一。然而铜合金的导电率和强度之间存在着此消彼长的关系,如何保持高导电性的同时提高其强度是当前研究的热点之一。难熔金属元素W、Mo、Ta、Nb等在铜中几乎没有固溶度,在合金凝固时都能作为形核质点不同程度地使晶粒细化,提高合金的再结晶温度,同时合理控制这类元素的添加量,有望获得综合性能良好的铜合金。本文采用具有工艺简单、成本低廉、制备合金尺寸较大等优点的铝热反应法,尝试制备Cu-Mo二元合金,并在此基础上引入大连理工大学董闯教授团队的团簇模型设计合金成分,制备了五种成分的Cu-Ni-Mo三元合金,接着对其进行40%、60%和80%变形量的室温轧制,最后对80%轧制后的试样进行了965°C/1h固溶和450°C/2 h时效处理。对不同状态下试样的结构组织和性能表征进行了详细的分析,结果表明:(1)Cu-Mo二元合金成形性能较差,宏观上存在较多的孔洞。当稀释剂含量减少时,体系反应时绝热温度增加,反应物充分熔化,熔体的流动性增加,铸态合金的成形性能明显改善。(2)基于团簇模型设计制备的不同成分铸态Cu-Ni-Mo合金,相比于二元Cu-Mo合金,表现出更好的成形性能,没有宏观缺陷。即在二元Cu-Mo合金的基础上,引入能够与Cu互溶第三组元Ni,可成功的将与Cu难溶的Mo均匀的分散开,可明显提高熔体的流动性,从而提高了合金的成形性。铸态Cu-Ni-Mo合金的显微组织等轴晶和少量的析出相组成,随着合金元素Ni、Mo含量的增加,晶粒尺寸逐渐减小,合金硬度、强度和延伸率明显提高,而导电率逐渐降低,这主要是由于更多溶质原子固溶到Cu基体中产生的晶格畸变而造成的。(3)铸态Cu-Ni-Mo合金在轧制过程中发生塑性变形,合金内部产生大量位错塞积和应力集中,形成了大量层片状变形组织,晶粒明显细化,合金的强度和硬度显著上升,塑性明显下降。但合金的相组成并无明显变化,析出相在轧制之后破碎,分布更加均匀,基体中的孔隙及晶体内的空位浓度不断减小,从而降低了点缺陷对电子的散射作用,抵消了位错增殖引起的电阻率增加,使得合金的导电率变化幅度很小。(4)经固溶和时效处理后,Cu-Ni-Mo合金的微观组织由轧制态的层片组织变为均匀的等轴晶组织,部分晶粒内出现了典型的退火孪晶组织,晶粒尺寸明显减小,消除了加工硬化现象,析出相部分溶解,故固溶时效后合金的硬度和强度明显降低,而孪晶组织的出现显著提高了合金的塑性,提升至轧制态的6-8倍。相比于铸态,合金经冷变形和热处理之后其强度和塑性有了明显的改善,且导电率基本没有损失,Cu99[Ni12/13Mo1/13]1、Cu97[Ni12/13Mo1/13]3、Cu95[Ni12/13Mo1/13]5、Cu93[Ni12/13Mo1/13]7和Cu90[Ni12/13Mo1/13]10合金的抗拉强度分别为257.31 MPa、263.56 MPa、305.87 MPa、310.26 MPa和323.04 MPa,屈服强度分别为101.53 MPa、105.68 MPa、113.24 MPa、119.45 MPa和127.12 MPa,延伸率分别为35.61%、41.09%、32.33%、29.68%和42.04%,导电率分别为42.58%IACS、27.48%IACS、21.25%IACS、15.74%IACS和12.3%IACS。