微电领域高集成度、高功率和高性能的发展带来的高热流密度问题，已成为制约微电领域发展的主要问题。目前，微电领域中的热流密度，已接近传统换热方式能力的极限，芯片的有效散热是保证其稳定工作的前提。基于相变传热原理的微热管以其高效换热性能成为解决该问题的关键，微热管技术正日益成为微电子元器件及其系统散热的主要方式。因此，对微热管的进一步强化传热则成为影响微电领域发展的关键技术。研究表明，微热管内壁的梯度润湿表面能有效促进工质液体流动，强化微热管的换热效果，而梯度润湿表面的制备成为其主要难题。因此，构建以铜基作为底材的梯度润湿表面，并在微热管内壁制备出具有不同变化特征的梯度润湿表面，对加快工质液体流动速率，提高微热管换热性能，具有显著意义。本文主要研究内容如下：（1）以（甲基）丙烯酸酯类为单体，采用传统溶液自由基聚合法，合成了一系列的（甲基）丙烯酸酯类聚合物，并以铜片作为底材，进行涂膜，测量涂膜后的表面润湿性。通过对涂膜表面接触角的表征，研究了聚合物合成单体侧链长度，聚合物玻璃化温度（Tg）及合成单体的侧链结构对聚合物涂膜表面酯基基团的影响；为后续利用聚合物涂膜表面酯基基团水解制备梯度润湿表面打下基础。（2）选取甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸丁酯（BA）作为软硬单体，进行溶液自由基聚合。由接触角表征可知，P（MMA-BA）共聚物涂膜表面的酯基基团含量较多。利用酯基基团在碱液中的水解反应，通过控制碱液浓度和反应时间，在共聚物涂膜表面形成了表面基团从高能的羧酸基（及羧酸盐）基团连续变化到低能的酯基基团的表面化学组成梯度表面，形成了接触角从86.6±0.7°连续降低到50.7±0.8°的梯度润湿表面。通过X-射线光电子能谱（XPS）、场发射扫描电镜（FSEM）、原子力显微镜（AFM）和接触角测量仪（CAS）研究了涂层的表面化学组成和表面形貌对梯度润湿表面的影响，发现酯基水解制备梯度润湿表面仅仅改变了表面化学组成，未对聚合物表面形貌产生明显影响。（3）以MMA和BA作为软硬单体调节涂膜性能，甲基丙烯酸β-羟乙酯（HEMA）作为交联单体合成了热固性共聚物，并选取CYMEL303作为固化剂，制备了热固性共聚物涂膜。通过提高碱液浓度和延长反应时间，制得了涂膜表面接触角从89.3°缓慢减小到19.9°的梯度润湿表面，有效增大了梯度润湿表面的接触角变化范围，进一步扩大了梯度润湿表面的应用。（4）利用固-液界面化学氧化法，通过在铜基上构造不同粗糙形貌和表面化学组成，一步法制备出具有梯度润湿特征的表面。通过控制反应液浓度及其与铜基表面接触时间，在表面形貌和表面化学组成的共同作用下，形成了具有一定变化范围的梯度润湿表面。通过场发射扫描电镜（FSEM）、X-射线光电子能谱仪（XPS）和表面接触角测量仪（CAS）研究了铜基表面形貌和表面化学组成对梯度润湿表面的影响，并对梯度润湿表面的耐热性进行了分析。结果表明，此方法制得的梯度润湿表面具有良好耐热性，可应用于微热管等换热领域。（5）从机理上分析了梯度润湿表面对微小尺度下液体流动的影响，分别讨论了梯度润湿表面影响液体流动的两种情况：1.梯度润湿表面能产生额外作用力，促进了液体的单相毛细流流动；2.梯度润湿表面不能产生额外作用力，但仍然能促进气-液逆向流中的液体流动。从理论模型上研究梯度润湿表面对微小尺度下液体流动的影响，能进一步帮助我们了解梯度润湿表面对沟槽微热管传热性能的作用机理，加深理解沟槽微热管内的工作原理和过程。（6）通过固-液界面化学氧化法，在铜基微热管的内壁构建了具有不同梯度变化特征的接触角表面，分析了梯度润湿表面对微热管换热性能的影响。结果表明，管内壁接触角的改变及梯度润湿表面的构建能有效降低微热管的传热热阻及提高微热管的极限工作功率，增强了微热管的换热性能。