随着技术的发展,多层复合材料由于能综合不同材料优点得到了日益广泛的应用,然目前并无相应的测试参考标准。本文根据目前多层材料热测试领域涌现的需求,针对多层复合材料每一层的热物性参数测试表征开展研究工作,基于结构函数法实现用瞬态法测量多层复合材料热物性参数的目标。论文主要研究内容包括:结构函数算法推导与实现,计算机模拟仿真,测试装置软硬件研究三大部分。结构函数法是一种用于半导体电子封装热阻测量的无损测试方法,其能根据瞬态温度响应曲线推导出积分结构函数与导数形式结构函数,从而表征相应的热阻和热容。结构函数法的理论基础不仅适用于半导体,在材料的热测试中也同样适用;将材料看作是多个热阻、热容串并联组合,即标准的RC电路叠加,网络分别为FOSTER网络模型与CAUER网络模型,两者可以相互转换。已知系统热响应传递函数恒定,于是整个测试过程类似于系统辨识,需要根据系统的输入输出响应函数来确定描述系统行为的数学模型。采用计算机模拟仿真的方式使用RC串并联电路验证了结构函数法的有效性,并实现了结构函数法的基本功能,编写了多层复合材料测试软件。基于MATLAB编写的测试软件最终经实际测试,其处理结果与依据ASTM D5470的稳态测试法结果相近,可以解析出多层复合材料的热结构信息。论文基于结构函数法设计了多层复合材料测试软件,使用导热垫片与PI薄膜复合多层材料进行实验研究,完成了对多层复合材料热物性参数测试的目标,解析出每一层材料相对应热物性参数及导热能力;针对算法进行了详细推导,就实现过程作出详细介绍,通过仿真与实验验证了算法的可行性并附主要函数具体实现的相关代码;对于实际测试过程中的问题也进行了深入探讨,通过对误差来源分析,增加数据平滑步骤优化了测试算法,提高了测试精度和测试稳定性,增加了鲁棒性,为实际工业应用打下基础。