高性能銅合金在先進(jìn)核能、高速軌道交通、電子芯片、強電磁等領(lǐng)域具有重要的應用。銅合金用作核聚變堆高熱負荷部件的熱沉材料時(shí)，需要同時(shí)具備高強度、高熱導率、高溫穩定及抗輻照等綜合性能。然而，銅合金的強度、導熱性能和高溫穩定性三者之間往往相互制約。例如，通過(guò)細化晶粒制備的納米晶銅的強度得到大幅提高，但其熱穩定性差。沉淀強化型銅合金如CuCrZr合金，作為國際熱核聚變實(shí)驗堆（ITER）的主要候選熱沉材料，其在室溫及中低溫度下具有高強度和良好導熱性能，但在較高溫度下沉淀強化相發(fā)生粗化或溶解，導致高溫性能顯著(zhù)退化。 

　　針對上述問(wèn)題，研究人員利用金屬鎢（W）的高熔點(diǎn)、高熱導率以及與Cu不互溶等特性，采用液相合成和低溫分段還原技術(shù)制備了納米W顆粒均勻分布的W@Cu核殼結構復合粉體，再結合放電等離子體燒結獲得了高強、高熱導、高溫穩定的納米結構Cu-W合金。合金中的納米W顆粒（~7.6 nm）均勻分布在超細晶Cu基體內，有效地提高了材料的強度和高溫穩定性，同時(shí)晶體內的納米孿晶界也能夠顯著(zhù)提高材料強度。由于合金中的W顆粒非常細小、與Cu基體不互溶，添加少量W（1.8 at%）就可以達到非常好的彌散增強效果，同時(shí)減少對導熱/導電性能的影響，從而有效克服了銅合金強度-熱導率-熱穩定性相互制約問(wèn)題。納米結構Cu-W合金的室溫抗拉強度達709 MPa、熱導率為370 Wm^-1K^-1，在800 高溫下仍能夠保持晶粒組織穩定，其室溫及高溫強度、熱導率和高溫穩定性均顯著(zhù)優(yōu)于ITER的CuCrZr合金。此外，納米結構Cu-W合金還具有高導電性（室溫電導率85.1% IACS）和優(yōu)異的抗輻照性能。該工作為高強、高導熱/導電、耐熱銅合金的研發(fā)提供了一種新策略。 

　　固體所博士研究生柯建剛為該論文的第一作者，劉瑞研究員和吳學(xué)邦研究員為共同通訊作者。該研究得到了國家磁約束核聚變能發(fā)展研究專(zhuān)項、國家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金和合肥物質(zhì)院院長(cháng)基金等項目的支持。