超导热管是一种高效能的热能传输装置，它的起源可以追溯到1963年，由美国洛斯-阿洛莫斯国家实验室研发。热管技术经历了从理论研究到广泛应用的发展历程，涵盖从早期的空间核电源和电子仪器散热，到后来的电子电器、计算机CPU散热，再到现代的高效微型热管技术、高温大型热管技术等领域。
热管的基本结构主要包括管壳、吸液芯、端盖和工作液体。管壳内抽成真空，填充适量的工作液体，吸液芯通常由毛细多孔材料制成，充满液体后进行密封。热管分为蒸发段（加热段）和冷凝段（冷却段），中间可能设有绝热段。工作原理是，当热管一端受热时，液体蒸发成蒸汽，蒸汽在微小压差下流向冷凝段释放热量并凝结回液体，再借助毛细力流回蒸发段，形成热量传递的循环。
热管的传热过程涉及六个主要步骤，包括热量从热源经管壁和吸液芯传递至液-汽分界面，液体蒸发，蒸汽流动，蒸汽凝结，热量传给冷源，以及液体回流。热管因其独特的结构和工作方式，展现出超高的导热性能。例如，相同尺寸和负荷下，热管的温差远小于铜棒。
热管具有以下显著特性：
1. 高导热性能：利用工作液体的相变，热阻低，导热能力强。
2. 优良的等温性：饱和蒸汽压力稳定，温差小，保持近似等温。
3. 热流密度可变性：可通过调整加热或冷却面积改变热流密度。
4. 热流方向可逆性：水平放置的热管可自由切换蒸发和冷凝段。
5. 热二极管与热开关性能：允许单向热流或根据温度自动启停。
6. 恒温特性：可变导热管能在加热量变化时保持蒸汽温度稳定。
7. 环境适应性：形状多样，适用于各种场合。
8. 免运行维护：无需外部动力即可运行。
热管技术的特点与应用广泛，如温度展平（均温技术）能将不均匀的温度场转化为均匀温度，提高设备性能。此外，它还能实现热源和冷源的分隔，尤其在航天、电子设备、化学反应器等领域有重要应用。例如，固定床催化反应器使用热管可以改善温度分布，提高化学产品产率和质量。在航天飞行器和电子仪器仪表板上，热管也发挥着至关重要的作用，确保设备在极端温度环境下稳定工作。
