固体表面润湿性能与其表面物理、化学、力学等关联密切,是近年机械、材料、化学、热物理等多个学科的学术研究热点。超亲水表面是一种极端润湿结构,在改善吸液芯毛细性能方面展现出良好潜质。本文提出了一种新型的超亲水铜表面制备方法-电化学沉积/热处理复合技术,并基于此方法设计制造了沟槽-沉积层复合吸液芯,对其渗透、稳定和毛细性能进行系统研究。论文将超亲水结构简单高效引入沟槽吸液芯,将极大提升沟槽式热管的传热性能,促进高热流密度热控制难题的有效解决。具体研究工作如下:(1)超亲水铜表面制备及其润湿性能研究结合电化学沉积方法和热处理工艺,提出了一种简单且具有较高界面结合强度的超亲水铜表面制备方法。研究了制造工艺对铜表面微结构润湿性能、微观形貌、化学成分及物相组成等方面的影响,并分析了热处理工艺对微结构界面结合强度的提升作用。进一步探索了铜表面微结构的极端润湿机理,为具有微尺度粗糙结构的金属表面润湿性能研究提供有价值的参考。(2)铜超亲水沟槽-沉积层复合吸液芯制造成形利用刨削加工、电化学沉积及热处理等综合工艺,设计并制造出了一种新型的沟槽-沉积层复合吸液芯。首先,根据所需结构尺寸设计多齿刀具结构参数,优选刨削工艺参数在铜表面完成微沟槽加工,并利用显微观测手段简要分析了沟槽结构的微观形貌以及成形机理。其次,结合提出的超亲水铜表面制备方法,成功在沟槽壁面构筑了一层多孔微结构,制造出多尺度复合吸液芯,其可以被水滴完全润湿,表现出优异的超亲水性能。(3)沟槽-沉积层复合吸液芯渗透及稳定性分析基于Darcy定律和强制液体流动测试法,探索了不同制造参数对复合吸液芯渗透性能的影响,为后续复合吸液芯毛细性能研究提供重要参考。随着沉积时间、电流密度或者热处理温度的增加,复合吸液芯的渗透率不断下降;而随着沟槽深度的增加,复合吸液的芯渗透率显著提升。提出了一种新颖的微结构抗流体冲刷稳定性测试方法,并研究了热处理温度对复合吸液芯抗流体冲刷性能的影响。(4)沟槽-沉积层复合吸液芯毛细性能研究基于红外热像法对液体工质在复合吸液芯内的毛细上升情况进行精确捕捉,通过理论分析及数据处理,对复合吸液芯毛细性能进行预测评估。探索了各制造参数对复合吸液芯毛细性能的影响,优化制造参数。与已有研究对比表明,沟槽-沉积层复合吸液芯毛细性能明显优于单一吸液芯结构,为两相传热装置提供一种性能优异的备选吸液芯形式。此外,该研究成果也为复合微结构毛细性能研究提供有价值的参考。