平板热管作为高热流密度散热装置,被广泛应用在各种电子设备中。随着电子元器件的高度集成化发展,平板热管的厚度不断减小。平板热管的超薄化影响到工质的相变流动和传热性能。因此探究超薄平板热管内部工质相变流动规律和最佳工作状态是当下刻不容缓的课题。本文以丝网芯超薄平板热管为研究对象,通过理论数值分析和可视化实验对其进行系统且深入的研究。基于流体相变传热传质理论,建立超薄平板热管各部分传热传质模型。结果表明蒸汽腔越厚蒸汽流动压降越小,吸液芯越厚液态工质的流动压降越小。以水为工质的超薄平板热管的传热极限要高于以酒精为工质的超薄平板热管。以酒精为工质时,热阻主要分布在吸液芯部分。结合数值模拟结果分析,热负荷越大,循环压降也就越大,热流密度越大,蒸发段蒸汽流速越大。通过水冷试验台测试其传热性能,结果表明单层丝网芯的超薄平板热管的热阻最低,三层丝网的最高。随着工作倾角的增大,传热性能不断增强,但工作倾角越大,倾角变化对传热性能的影响越小。在测试条件下,单层丝网芯、双层丝网芯和三层丝网芯的超薄平板热管热阻的最佳充液率分别为25%-35%、25%左右和25%左右,此时的热阻与最大热阻相比降低了约20.67%。随着热负荷的增大,热阻先减小后增大。三种丝网芯的超薄平板热管的最佳工作热负荷均在20W左右。通过可视化的风冷实验研究,发现随着工作热负荷的增大,超薄平板热管相变模式有蒸发换热、过冷沸腾、核态沸腾和超过沸腾传热极限的干化区。多层丝网在微观上可以观察到核态气泡从下层丝网溢出的过程,对核态气泡的溢出限制导致其热阻主要分布在蒸发段。将工质流动分析和温度波动分析相结合,分析结果表明气液两相工质的震荡会影响到热管底板的温度,并且底板温度波动迟滞于工质流动周期,并且周期大小约等于流动周期的整数倍。