随着航运业迅速发展,船舶现代化程度逐渐提高,船舶自动化、电气化技术日益进步。特别是电力推进船舶的发展,使得一些功率大、热流密度高的电子元器件广泛应用于远洋船舶上。这对船舶电子器件的散热提出了更高的要求。接触热阻是制约电子器件散热的关键因素之一。减小接触热阻可以有效增大热电器的效率,延长电器使用寿命,保障电器的使用安全。热界面材料是影响接触热阻大小的最大因素之一,固液界面润湿性差是制约高性能镓基液态金属作为热界面材料的进一步应用的原因之一。本文以镓基液态金属作为热界面材料,分别以铜、铝为基底,探究了提高固液界面润湿性的方法,测量了其热学性能,预测了铜、铝基底在不同表面能时的接触热阻。铜基底改性的接触热阻实验中,分别在铜基底上使用物理气相沉积的方法制备了银、镍、钼、钨等材料,然后,将液态金属涂抹在样品表面以制备三层结构样品,使用激光导热仪对样品的热学性能进行测量。研究结果显示:接触热阻会随着材料表面能的增加而降低,热扩散系数和导热系数均有不同程度的提高。与利用铜基底制备的三层结构样品相比,沉积钨材料的样品的接触热阻比铜基底制备的样品降低了64.05%,导热系数提高了7.96%。基于铜基底表面改性改性实验,本文使用预测模型对镓基液态金属作为热界面材料填充在不同表面能的铜基底的接触热阻进行预测,进一步探究调控润湿性对接触热阻影响的机理。在铝基底表面改性的实验中,在铝基底表面通过铬酸阳极氧化的方法在铝基底表面制备一层均匀的薄氧化铝层。实验中分别利用TG-250和镓基液态金属作为热界面材料,通过激光导热法测量样品的热学性能。结果表明:在铝基底表面应用镓基液态金属是一种有效的降低接触热阻的方法,使用镓基液态金属合金作为热界面材料的样品在0.05MPa压力下的接触热阻值为3.575mm2K/W,与同等压力下的以TG-250为热界面材料的样品相比接触热阻降低了99.67%。当压力小于0.3MPa时,随着压力的增大接触热阻逐渐减小;当压力大于0.3MPa时,接触热阻基本不随压力的变化而变化。在电润湿增强液态金属和铝基底润湿性的实验中,分别在空气,氮气和硅油环境中对液态金属和金属基底间的润湿性进行测量,结果显示:在空气和氮气中液态金属极易氧化,电润湿的击穿电压均为40V左右,最小接触角分别为140°和136.8°。在硅油环境中接触角变化明显,最小值能够达到118°,利用预测模型对硅油环境下接触角变化的样品测量,预测在硅油环境电润湿的最大电压下制备的样品的接触热阻应能比初始状态样品的接触热阻降低40%以上。由上述工作,本文得出如下结论:(1)通过表面镀膜可有效调控固体表面润湿性,表面沉积钨材料的样品的表面能最高,样品导热效果最好。(2)固液界面润湿性的提高能有效降低固液界面分离距离,液态金属的氧化是造成预测模型和实验测量存在误差的原因。(3)通过铬酸阳极氧化反应在铝基底表面形成的氧化膜可以有效阻挡镓基液态金属和铝基底的直接接触,在铝基底上以镓基液态金属作为热界面材料时界面传热效果远好于导热硅脂。(4)介电润湿可以调控镓基液态金属在铝基底表面的润湿性,在硅油环境中的效果最好,经预测,使用电润湿提高液态金属和铝基底表面的润湿性可将接触热阻降低40%以上。