环路热管(Loop Heat Pipe,LHP)是一种利用工质相变循环传递热量的被动式两相传热装置。在航天器散热、电子器件散热等诸多领域都得到了广泛应用。随着集成度的提高和性能的增强,高热流、小空间成为电子设备散热技术的发展趋势。为适应这种要求的变化,超薄化设计的研究成为环路热管技术发展中的一个重要问题。本文通过对环路热管研究现状进行了研究分析,比较了不同设计结构环路热管的特点,基于纵向供液蒸发器设计研制了一套蒸发器厚度为6 mm的矩形纵向供液LHP系统。改进后的纵向供液LHP系统水平状态时能输运热负荷20 W~60 W。同时重力辅助状态下,LHP系统性能得到明显提升,启动过程更为平稳。进一步分析发现,纵向供液结构相比于反向供液结构会带来供液能力不足和“侧壁漏热”严重的劣势,降低LHP系统运行性能。在矩形纵向供液LHP基础上,为增强纵向供液LHP供液能力,本文设计研制了蒸发器厚度为4.5 mm的偏心结构纵向供液LHP系统,并在不同冷凝温度下进行传热性能测试。系统表现出良好的低热负荷响应性能,最低运行热负荷达到2W。最后,本文在镍基双孔径烧结毛细芯烧结工艺的基础上提出了一种混合了金属丝网的超薄毛细芯制作方案,成功制备了厚度低至0.5mm左右的超薄毛细芯样品。对制备的毛细芯样品进行孔隙率及有效导热系数测试,发现超薄毛细芯具有与常规厚度毛细芯相近的性能。本文设计研制了多套纵向供液LHP系统,并对其相关性能与运行机理进行了实验研究和分析,了解了纵向供液LHP的相关特性。同时提出了混合金属丝网的超薄毛细芯制备方法。研究结果对环路热管超薄化设计具有一定的指导意义。