冷凝传热作为一种重要能量传递方式被广泛应用于能源、化工和电子等众多工业领域中,随着现代工业水平的不断提升,高效的冷凝传热性能也逐渐成为关注的热点。针对特殊润湿性表面常用的化学法修饰具有高污染、热阻大和制备周期长的缺点,以及现有的不锈钢超疏水表面的冷凝传热性能再难以提升,本文采用无化学的激光选区微织构技术及恒温热处理工艺,在SUS304不锈钢表面获得超疏水-超亲水的楔形选区图案,研究增强不锈钢的冷凝传热性能。首先通过扫描电子显微镜、三维光学显微镜及X射线光电子能谱仪分别检测分析激光选区微织构不锈钢表面的表面形貌、三维轮廓及化学成分,研究激光选区微织构技术及恒温热处理工艺对不锈钢表面的影响。本文研究采用纳秒脉冲光纤激光正交扫描微织构不锈钢表面,再对激光微织构不锈钢进行恒温热处理,最后继续采用纳秒激光对其表面部分区域二次微织构,获得选区微织构表面。经仪器检测分析发现,激光选区微织构的不锈钢表面制备出微纳二级结构,超疏水区域表面氧化程度相比超亲水区域大,证明恒温热处理的激光微织构不锈钢表层发生氧化,且SEM显示沟槽-凸起表面的微纳绒絮毛刺比超亲水区域丰富。经冷凝传热实验测试分析,不锈钢原始、全超亲水及超疏水表面中,超疏水表面的冷凝传热系数最高,而激光选区(4:1)微织构不锈钢表面的冷凝传热系数可达到159.7±1.8 W/(m~2·K),约为超疏水表面冷凝传热系数的2.0倍,其表面冷凝液滴平均脱落直径低至1.2 mm,脱落直径为超疏水表面的55%。激光选区微织构表面超亲水楔形通道对液流有自驱动作用,使滴状冷凝区的冷凝液及时脱离冷凝表面,并快速汇聚不锈钢表面的冷凝液至脱落,明显缩短了滴状冷凝区冷凝液滴形核-长大-合并-脱落的周期,且新一轮的滴状冷凝周而复始,又因不锈钢选区表面冷凝液滴平均脱落直径相比超疏水表面明显小,缩短了冷凝液滴在滴状冷凝区的停留时间,从而具有更高的冷凝传热系数。