导热系数是材料热物理性质的重要参数之一。本研究对一种经典的导热系数测试方法—周期热流法进行了研究和改进。在对周期热流法的基本理论深入分析的基础上，建立了分析解法的数学模型，结合相关文献得到了数学模型的解法，并对两种传统的分析解法作了修正。根据周期热流法的测试原理，采用精密电子仪器及先进的数据采集设备，设计开发了一套金属及合金导热系数测定系统，成功解决了使用该测试法时难以得到理想的正弦温度波这一难题，减少了测试误差。将数值模拟方法引入到周期热流法中，明显降低了对测试系统设计的要求，减少了测试时间，提高了测试精度，为周期热流法引入了新的思想。详细分析了测试系统、分析解法和数值模拟法对测试结果的影响，并提出了相应的解决措施。通过对几种金属及合金的测试，发现采用分析解法和数值模拟法所得到的误差分别不超过4％和3％，测试精度较高。结果表明，本研究所设计的测试系统操作方便简单、精度高，可用来对其它金属及合金的导热系数进行测定，从而为工业生产和科研机构提供翔实、可靠的导热系数数据。同时结果也表明，把理论分析、数值模拟与实验测定有机地结合起来的方法，是研究传热问题的理想而有效的手段。