空间低温集成技术作为低温系统中关键的热管理技术，具有实现红外探测器与低温制冷系统的有效热耦合，解决红外探测器等精密仪器与制冷机的有效分离等优点，特别是在减少制冷机冗余、降低制冷机的机械振动和长寿命方面优势明显，己引起世界各国的重视，成为空间领域中研究的热门课题。本文主要针对我国未来军用红外探测及深空探测技术的需求，深入研究了低温载冷剂、低温热开关、低温回路热管三部分的机理，并进行了卓有成效的实用化研究，主要成果如下：　　 1、蒸发器内部传热机制的理论及实验研究。蒸发器的结构是设计低温回路热管中的重中之重，但其内部具体的传热机理十分复杂，本文首先通过二维分析得到了蒸发器内部的流动分布和温度分布，发现低温回路热管蒸发器内部的温差要远大于常温回路热管的温差，即其内部更容易产生气泡；另外结合实验现象对蒸发器的物理过程进行了进一步的研究，分析认为低温回路热管内部是以过冷的流动沸腾为主导的传热模式，从而为低温回路热管的优化设计提供强有力的依据。　　 2、低温回路热管传热性能的改进。为了解决低温回路热管的低传热能力(一般只有几瓦)的问题，本文结合对蒸发器内部传热机理的理论分析，从工质的特性及蒸发器内部的传热分析着手，引入合理设计的液体引管及短粗型储液器，实验证明低温回路热管在水平方位下的传热能力从3W提高到19W，特别是引入液体引管后可使低温回路热管的传热能力提高12W。在此实验研究的基础上，系统地分析了液体引管对低温回路热管传热能力的影响机理。　　 3、低温回路热管的超临界启动工况的研究。针对低温回路热管实际的空间应用环境，本文对低温回路热管在不同方位下从超临界工况的启动进行模拟。实验结果表明，引入液体引管后的低温回路热管，在超临界工况或冷工况、任何方位下均可成功实现正向启动。　　 4、一种新型微膨胀型低温热开关原理样机的研究。本文给出了一种以铜和聚四氟乙烯为材料的机械式低温热开关，并通过实验验证所研制的微膨胀型低温热开关原理样机具有一定的闭合/断开性能，同时具有结构简单、重量轻、开关灵活、成本低等特点。　　 5、微膨胀型低温热开关单向性问题的解决。考虑到低温热开关在实际工作中必须具备单向性这一关键性能，结合热学模拟分析，本文给出了一种带有铜针的热开关结构设计的方案，并将其耦合到脉冲管制冷机上进行验证，发现这种方案能够保证低温热开关满足单向性要求，真正实现热流通路在所要求方向上的闭合及断开。　　 6、新型低温载冷剂的研究。对于规定温区载冷剂的研制，本文首先给出配制低温载冷剂溶液所需单元工质的选取原则，包括溶液的溶解机理、泵功率参数、溶液的物性变化规律等；同时为了测试所配样品的热物性参数，搭建了用液氮作冷源的恒温室装置，此装置是测试所配制样品低温下的粘度、凝固点、比重、饱和蒸汽压等性能的重要平台；并在上述基础上，配制了不同比例的酯基载冷剂和烷基载冷剂样品，经实验测试，其中的Secool-3和Secool-6两种新型载冷剂样品均较好的符合实际需求，尤其是Secool-3的性能最为突出，完成了航天部的课题任务。