近年来,电子元器件的集成度越来越高,传统的冷却技术己经很难满足其散热要求。喷雾冷却作为一种相变换热冷却技术,以其高效的换热能力和严格的温控能力被越来越多的运用于高热流密度的电子元件散热。喷雾冷却是通过喷嘴或者孔板将制冷工质雾化成小液滴,喷射到换热表面上对器件进行冷却。微液滴的自由蒸发是一项传输机制尚不明确的复杂过程,影响因素除了液滴本身的物理性质、环境蒸发条件,还包括固体表面性质,探究表面润湿性对微液滴自由蒸发的影响具有重要意义。本文首先通过简易的水热法一步制备超疏水表面,采用数值模拟的方式考察了表面浸润性对液滴动力学特性的影响,其次,通过实验对液滴在不同表面上的蒸发过程进行了可视化研究,主要内容包括:(1)采用阳极氧化与电沉积相结合的方法一步同时制备超疏水Co表面和超疏水Cu表面,并对其进行表征,考察电解液对构筑表面润湿性的影响。结果显示:阴极表面和阳极表面的超疏水性是由于阴极和阳极表面分别形成了低表面能的肉豆蔻酸钴和肉豆蔻酸铜,超疏水Co表面呈现超疏水性只需电沉积0.5分钟,能在PH=1.0-14.0的范围内保持超疏水性,相同条件下,超疏水Cu表面的制备需要2小时,只能在PH=5.0-9.0的范围内保持超疏水性。(2)通过ANSYS FLUENT 15.0软件模拟了液滴撞击接触角分别为60°、90°、120°、160°的固体壁面上的形态演变过程。结果表明:固壁的亲憎水性对液滴撞击表面后形态的演化有较大影响,亲水壁面有利于液滴的铺展,在接触角为90°的壁面上液滴部分反弹,而当接触角为160°时,液滴完全反弹;当三相接触线开始回缩时,中心液体的表层部分在惯性力的作用下继续向铺展的液滴边缘聚集,导致近中心处液膜逐渐减薄至断裂,最终形成边缘较厚的液环;同时,液滴最大铺展系数随壁面接触角的增大而减小,达到最大铺展系数的时间也相应缩短。(3)通过接触角测量仪记录液滴蒸发过程中的动态接触角和形态特征,通过热成像仪记录液滴内部温度场分布情况,考察微液滴在均一润湿性表面上的蒸发特征。结果表明:亲水性Cu表面上液滴内部温度分布均匀性较好,平均蒸发速率较高,主要是由于亲水性表面上液滴厚度较薄。(4)采用光刻工艺在玻璃表面制备了氧化铟锡(亲水性)/十八烷基三氯硅烷(疏水性)图案化表面,并通过高速摄像机观察了微液滴在不同图案化表面上的蒸发过程。结果表明:在50-110℃范围内,玻璃表面上亲水/疏水图案化对微液滴蒸发有明显影响,条形图案的蒸发速率最高,正六边形图案次之,辐射形最差;蒸发过程中,液滴与图案化表面接触面的固定时间(Pining time)与蒸发总时间之比与表面形态有关。