不互溶混合工质的沸腾传热可应用于电子元件的散热,其组成包括低沸点高密度的重工质和高沸点低密度的轻工质,如HFE-7100/水。该体系具有较低的沸腾的起始温度,较高的传热能力,但由于沸腾工质转换（BRT）过程的存在,在重工质“中间烧干”后,体系存在热通量提升较小的温度激增过程,造成传热效率降低,电子元件损坏。为探究不互溶混合工质在微纳复合结构表面的传热特性,本文基于气泡模板电沉积法制备了微纳复合表面,针对HFE-7100/水工质在不同重工质装填厚度下进行了沸腾传热测试,并使用Kawanami模型计算BRT过程发生所需要的重工质临界厚度。结果表明,微纳复合表面的沸腾传热性能明显低于光滑铜表面的传热性能,通过高速摄像可视化发现,气泡的脱离直径与脱离频率均较低。对此,对光滑铜表面和微纳复合表面开展不互溶双工质环境下的润湿性测试,结果表明与水相比,HFE-7100对微纳复合表面具有优先润湿性的特性,导致在沸腾过程中,气膜覆盖在微纳复合结构表面,水难以对表面进行有效接触润湿并进行沸腾传热,表面温度加剧,进而传热恶化。为避免BRT过程的温度激增带来的危害,强化沸腾传热能力,在沸腾表面上构建了毫米尺度的柱状阵列结构,将热量穿过液-液相界面直接导入水相中促进水的核化沸腾。与光滑铜表面相比,在较大的传热面积与高密度的核化位点的作用下,HFE-7100/水在柱状阵列表面的沸腾传热能力得到显著强化,沸腾的临界热通量与传热系数较光滑铜表面最高分别提高了191%和248%,起沸过热度明显降低。当柱状阵列表面的高度增加时,实现了低壁面温度下传热能力的强化,符合半导体散热的温度要求,但由于气泡的脱离阻力增大,高壁面温度下的临界热通量发生下降。为提高柱状阵列结构表面在低壁面温度下的沸腾传热能力的同时避免临界热通量的下降,在柱状阵列表面利用电沉积方法构建了微纳复合结构。在壁面温度较低的条件下,微纳复合结构增强了柱状阵列与重工质的相互作用,抑制了重工质的烧干,沸腾得以强化。当壁面温度较高时,柱状阵列抑制了气泡在热壁面处的大规模聚并,保持了较大的临界热通量。该研究提供了一种起始温度低,工作温度区间大的高效传热方式,为强化半导体元件散热效率,提升电子元件性能,实现其便携化、小型化提供了思路。