沸腾现象由于其良好的传热性能,在核能、化工、生物医疗、航空航天、微电子机械等与传热（冷却）技术密切相关的领域有着广泛的应用。例如,近年来电子芯片的快速发展,其所需要的换热量在直线上升,发热密度已经达到了MW/m2量级。这一热流密度值已超过以水为介质的池沸腾及常规流动沸腾的临界热流密度。因此,提高沸腾传热的临界热流密度是提升冷却技术性能的关键,是工业应用领域的迫切需求。本论文针对在电子芯片等微小型发热体的冷却中具有广泛应用前景的微通道流动沸腾开展实验研究,探索提升临界热流密度的新技术。本研究利用已有的非均匀导热性传热板,探索其在流动沸腾中的效果。主要通过将两种不同导热性能的材料（铜和聚四氟乙烯）交替布置在靠近传热表面的传热板内,实现了传热表面的非均匀温度分布和异态相干沸腾模式（核态沸腾与膜态沸腾共存且相互干涉的状态）。本文也验证了该非均匀导热性传热板的传热面上存在温度波动,可以形成不同沸腾模式的相间分布,从而达到促进沸腾传热的目的。此外,搭建了微通道流动沸腾实验系统,其微通道截面尺寸为1.84mm×70.0 mm,通道长度为280.0 mm,传热板表面尺寸为10.0 mm×10.0 mm,流体工质为去离子水。在不同入口流速v=0.1,0.2,0.4 m/s,不同过冷度（?）Tsub=2,10,20,30 K和不同聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethylene,PTFE）布置方向条件下,研究了非均匀导热性传热板在微通道流动沸腾中的传热强化效果。研究表明,相对于单纯的核态沸腾状态,异态相干沸腾状态能够有效的提升流动沸腾传热的临界热流密度。对于PTFE平行与流速方向布置的导热板,改变入口流速和过冷度对临界热流密度有明显影响且趋势相同,减小入口流速和过冷度都会增大临界热流密度的提升比例。此外,本文又讨论了PTFE布置方向对异态相干沸腾的影响,发现相比于均匀导热板,平行与流速方向布置的导热板的临界热流密度提升比例要优于垂直与流速方向布置的导热板。在本论文的实验条件范围内,在水的流速v=0.1 m/s,过冷度（?）Tsub=2 K的条件下,实现了最高约53.1%的临界热流密度提升比例。