热流密度是影响航空航天飞行器中耐久性部件使用寿命的关键因素。薄膜热流计由于具有体积小、测量精度高、响应速度快等优势,在热流测量领域得到了广泛的应用。但传统的薄膜热流计制备方法主要采用磁控溅射、光刻、蒸镀等薄膜技术,需要掩模板、工艺复杂、设备成本高,特别是难以在大尺寸或曲面零件表面进行制备,制约了热流测量的发展。因此,本文首次提出将微笔直写-激光微熔覆技术应用于嵌入式热流计的制备,为无掩模、高效率制备热流计提供了一种新的思路。首先,研究了微笔直写-热固化工艺制备聚酰亚胺（PI）介质层的制备方法。通过研究微笔直写PI材料前驱体溶液的直写参数和热固化流程,建立了直写PI介质层幅面的物理模型。研究结果表明:当直写的液膜厚度小于200μm时,制备的PI介质层平整度较高。经过测试,PI膜与基板的结合强度可达10.7 MPa,能够在300℃以下环境中使用。其次,研究了嵌入式PI热阻层的制备方法。通过实验确定了激光刻蚀的最佳参数,在铝合金基体上刻蚀出深度为320μm的热阻层凹槽;然后采用微笔直写的方式填充凹槽,制备充盈整个凹槽的热阻层。研究结果表明,直写可溶性PI粉末和聚酰胺酸溶液配置的热阻浆料具有最好的填充效果。然后,系统研究了微笔直写-激光微熔覆制备热电极的工艺。通过正交实验确定和优化了微笔直写电子浆料的最优参数。研究结果表明,在粘度一定时,影响直写线宽的主要因素是微笔内径和驱动气压,影响直写厚度的主要因素是微笔内径和直写速度。系统研究了激光微熔覆过程中激光工艺参数对热电极线宽和厚度的影响规律。研究结果表明,烧结的线宽随激光功率密度的增大、扫描速度的减小而增大;烧结膜层厚度主要由预置膜厚度决定,与激光参数关系不大。在合适的激光参数范围内,分别制备了银热电极和银焊盘。经测试,制备的银金属层体积电阻率可达13.1×10-8Ω·m,与基板的结合强度可达8 MPa,银焊盘在焊料Sn62Pb36Ag2的焊接过程中表现出良好的可焊性。再次,通过对激光加工前后电子浆料进行的热重-差热分析、扫描电镜分析（SEM）,研究了激光微熔覆过程中的激光与电子浆料作用机理:在激光作用过程中,电子浆料中的有机相挥发燃烧,粘接相软化流动与基板结合,金属微粒团聚成颗粒团,相互接触形成导电网络,激光能量越高,金属微粒的团聚现象越显著,结合强度也显著提升。最后,在上述工艺研究基础上,制备了嵌入式热流计样品并进行了热电性能标定。通过理论分析和仿真计算,设计了热流计的结构与图形,分析了嵌入式热流计的制备流程和制备过程中热流计常见的失效情况。通过对比标定法对制备的热流计进行标定,结果表明,所制备的热流计输出线性度良好,其中银-铂热流计的灵敏度为6.30×10-1μV/（W/m~2）,与薄膜技术制备的热流计相比灵敏度有了明显提高。综上所述,本文研究的激光微熔覆直写制备方法开辟了一种快速、无掩模的嵌入式热流计制备新途径,还可以应用于其他厚膜器件功能层、封装层的制备,具有广阔的工业应用前景。