随着电子高度集成化,电子元器件的散热成为一个亟待解决重要的问题。传热学中,相变传热可以更大程度地实现大热量的传递,因此成为了解决散热问题的重要途径。目前,提高相变传热效率的手段主要集中在改变换热壁面的形貌和换热工质的性质两个方面。本文采用阳极氧化法,以钛板为基底,分别以有机中性电解液和无机酸性电解液制备出二氧化钛纳米管阵列,对其结构进行表征并作为换热壁面。配制不同溶度庚醇水溶液作为自润湿溶液,对其表面张力、热物性等进行测试。搭建池沸腾实验研究平台,考查纳米多孔表面与自润湿溶液结合的沸腾传热性能,并分析强化传热机理。对纳米多孔表面表征可知:不同电解液制备出来的二氧化钛纳米管阵列的管径尺度不同,其中有机中性电解液在40V的制备电压下制备的纳米管管径为180nm,管壁厚度约为12nm,无机酸性溶液在25V下制备的纳米管管径为80nm,管壁厚度约为5nm。对比发现,有机中性电解液制备的纳米管阵列的管径尺寸以及管壁厚度相比于无机酸性电解液有明显增大的趋势,且稳定性也有了很大的改善。测试自润湿溶液结果发现,对比于常规牛顿流体,自润湿溶液的表面张力与温度表现出不同的关联性。比较自润湿溶液和去离子水两种换热工质条件下,纳米多孔表面传热性能差异较大。在浓度为0.1wt%的自润湿溶液条件下,池沸腾的传热系数(简称HTC)和临界热流密度(简称CHF)分别达到了22.46kW/(m~2·℃)和536.64kW/m~2,相比于在蒸馏水条件下分别提高了121.2%和62.9%。通过高速相机记录到沸腾过程,沸腾过程中的气泡合并现象、气化核心密度、气泡脱离频率和脱离直径等具有很大差异。在自润湿溶液条件下,气泡的脱离频率增快、气化核心密度增大,同时气泡的脱离直径有变小的趋势。在沸腾过程中,自润湿溶液有效阻碍了相邻气泡之间的合并,同时随着热流密度的升高出现了明显的微气泡沸腾状态。结合气泡受力情况,对自润湿溶液与纳米多孔表面传热机理进行分析。分析认为受到表面张力随温度变化的影响,使得在自润湿溶液条件下容易在气泡与换热壁面之间形成更明显的表面张力梯度和密度差,从而形成局部的Marangoni效应,使冷态自润湿溶液自动流向换热壁面附近,提高了换热效率,起到了提高烧干极限的作用。建立了纳米多孔表面和庚醇水溶液条件下气泡脱离直径和临界热流密度的预测模型,为以后电子领域的散热技术设计提供重要的理论指导。