近现代以来,工业与高新科技的飞速发展,使得能源的消耗加快。因此越来越多的人们关注能源的利用与效率。随着时代高新技术的不断发展,热机、核反应堆、冶金业空等领域对系统散热能力的要求不断提高。沸腾传热,作为一种高效的相变传热方式,与单相换热相比,其在较低的过热度下,能够获得较高的热流密度以及较大的传热系数。沸腾传热原理应用于许多的散热系统中,如高功率微电子设备、热交换机、大型核反应堆等。目前,强化沸腾传热方法多集中在对材料表面结构的改变,通过改变材料表面的物理、化学性能,从而达到增强传热的目的。本文通过激光加工的方法,在纯铜表面制备微米、微纳米结构,通过接触角测量仪获得不同表面结构的亲疏水性,包括液滴浸润时间、接触角、气泡接触角、滚动角。通过自主设计搭建的沸腾传热测试平台,测量不同结构的沸腾传热性能,利用CCD相机记录气泡的运动情况,结合SEM以及EDS的分析,通过对比传热实验数据,总结出激光加工氧化层对沸腾传热性能的影响。本文的主要研究工作和结论如下:(1)实验分别研究了飞秒以及纳秒两种激光器加工纯铜基板的去除机理,探究激光加工工艺参数(能量密度、扫描间距、扫描速度等)对微结构形貌的影响规律。通过扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)以及激光共聚焦显微镜观察分析微纳米结构的形貌、尺寸以及成分。(2)对制备的微纳结构的孔隙率、浸润性、以及疏气性进行测量。使用接触角测量仪测量各样品的液滴静态接触角、液滴浸润时间,将样品浸没在水下,测量水下气泡的静态接触角以及滚动角。通过孔隙率、浸润性以及疏气性三种性质,以此确定各结构的再润湿能力。(3)自主设计搭建沸腾传热实验平台,并对实验平台进行校准和修改使平数据准确及可靠,利用可调压式电源和电加热棒对样品进行加热,通过K型热电偶和温度数据采集仪获得各微纳结构沸腾实验温度数据,通过CCD相机拍摄记录整个沸腾实验过程的气泡生长和运动情况,计算临界热流密度和热传递系数。发现纳秒近红外激光加工由于熔融加工,形成的氧化层厚度大,对热传递有阻碍作用,与光滑表面相比,临界热流密度(CHF)最高下降了48%,换热系数(HTC)最高下降了27%,对于过热度的变化,纳米多孔结构达到CHF时的过热度相比光滑表面提前了7.9K。飞秒绿光加工是冷加工,氧化层较少,与光滑表面相比,CHF最高下降了16%,HTC最大提高了58%。另外可以注意到,对于过热度的变化,对比酸洗前后的柱状结构,发现酸洗后到达CHF时的过热度提前了4.5K,与光滑表面相比提前了12.5K。