超薄平板热管（UFHP）是抽除密封腔体中的不凝性气体后,充注某种工质构成的传热元件;其传热能力强、均温性好,适用于散热和等温性要求高的设备。超薄平板热管目前朝着更加超薄化方向发展,在变薄的同时其传热性能急剧衰减,为保持其良好的传热性能,其热质传递机理研究尤为重要。本文对腔体厚度为1mm、水平放置的120-200目烧结芯和三层丝网芯超薄平板热管进行可视化实验,得到其在不同热负荷下传热性能、启动特性以及工质的相变和流动特征并进行分析。建立热阻网络模型对超薄平板热管各部分热阻单元进行分析,计算结果表明管壳导热热阻、吸液芯导热热阻以及蒸气腔热阻是超薄平板热管的总热阻主要部分。蒸气腔热阻与蒸气腔厚度有很大关系,蒸气腔厚度由1mm减小到0.1mm,其热阻值约增大400倍。吸液芯结构对超薄平板热管传热传质过程存在影响,因此对充液率为40%的两种结构吸液芯超薄平板热管进行可视化实验。在热负荷3W～27W范围内,烧结芯超薄平板热管中工质出现液气界面蒸发、气泡生长、蒸气区域连通和气液携带四种特征,其总热阻减小约41.1%,并在蒸气区域连通时达到实验最小热阻0.939K/W,丝网芯超薄平板热管中未出现蒸气区域连通,其总热阻减小约29.2%。总热阻减小原因是蒸气腔中分隔蒸气区域的液体工质长度减小,说明超薄平板热管传热性能主要受蒸气腔的传热传质过程影响。丝网芯结构导热热阻较大且对气泡逸出有抑制作用,导致启动特性和传热性能比烧结芯差,水平位置工作的超薄平板热管使用烧结芯能取得更好性能。可视化实验结果表明蒸气腔中液体工质对超薄平板热管传热能力有很大影响,为此进行了充液率为20%、40%和60%的超薄平板热管可视化实验。热负荷15W、20%充液率时,蒸气腔中液体蒸干,总热阻到达最小值;在热负荷25W,40%充液率能获得最小总热阻;充液率60%时传热性能和启动特性均较差。超薄平板热管的充液率越小,其启动特性越好。根据不同充液率可视化实验结果认为,超薄平板热管最佳充液率与其热负荷有关。