现代材料科学的飞速发展,对纤维材料的应用与研究越发重视。纤维材料在纺织服装、航空航天、能源、机械、医药、建筑等工程领域都有着大量的应用。纤维材料特殊的结构,令其具有独特的力学、热学特性,加之其质量轻、有良好的柔韧性,正成为材料领域不可缺少的一员。纤维材料具有非常显著的传热学特性,材料的热传递能力很差,是一种很好的隔热材料。从材料应用历史上看,纤维材料最早出现的时候,是作为维持人类正常生存的服装和家纺用品。工业化来临后,纤维材料因其优秀的形状适应性,也大量用作为工业隔热材料。到如今,纤维材料被大量应用在复合材料工业中,在复合材料的制作和应用上,有大量的热传递问题会被涉及。因此对纤维材料热传递的研究意义非常重大。然而对纤维材料热传递的研究始终落后于材料的应用,究其原因,是由于纤维材料的结构过于复杂,虽然在这个领域上已经有大量的研究人员做出了贡献,但目前很多的研究仍然不够完善。对于纤维材料传热性能的非稳态测试方面,目前的研究就十分的欠缺。纤维材料的热传递性能测试主要是为了获得纤维材料的导热系数,在以往的测试方法中,基本是以稳态测试方法为主。但对于纤维材料而言,稳态测试方法具有一定的缺陷。在测试过程中,稳态测试方法需要长时间的试样平衡过程,这个过程可能会影响到纤维材料的回潮率,进而导致测量结果的不准确。此外,在稳态测试中,无法分辨出纤维材料内部是否发生了传导以外的热传递方式,那么也就无法知晓所测量得到的导热系数是否具有真正的热物理学意义。采用非稳态测量方法则可以很好的解决上述两个问题。但在近些年的研究中,对纤维材料非稳态测试方法的可靠性一直存在争议,有些学者认为纤维材料能够通过非稳态测试方法测量其导热系数,但持有相反意见的学者则认为非稳态测试结果与稳态测试结果的差异性过大,不适用于纤维材料。本文针对这些研究做了细致的分析,并且试验证实了前人用于纤维材料的非稳态测试方法存在一定弊端,由此提出了用于纤维材料非稳态测试方法应具有的特性。根据纤维材料非稳态测试的需求分析,本文在目前固体材料的非稳态测试方法中,筛选出阶跃式平面热源法(Step-wise Transient Method)作为研究的目标,希望通过这种方法实现纤维材料导热系数的非稳态测试。在论文的研究中,首先对阶跃式平面热源测试方法进行了完善,对测试时间与试样尺寸之间的关系用数值方法予以分析。并通过导热硅脂作为验证材料,对分析结论做了实验验证。通过数值分析的结果,本文进一步提出了适合于纤维材料的试样尺寸以及与之相关的最大测量时间。在试验测试方面,本文搭建了纤维材料非稳态测试装置,其中包括了测试装置框架、试样厚度稳定装置、热源电路、测量电路、数据采集模块、计算机处理程序等结构。对于测试装置的精确性验证,本文采用有机玻璃样品进行试验,结果表明对于固体材料而言,测量装置是可靠精确的。数据后处理算法方面,本文改进了前人的数据处理方法,通过这一方法,不仅可以很容易的分辨出纤维材料内部是否以热传导的方式传递热量,以此防范出现非传导因素干扰正常的试验,而且能够有效的排除测试中的其他误差因素。在随后对机织、针织、无纺布三种材料的测试分析中,本文认为纤维材料是可以采用非稳态方法测试其导热系数,但测试中的一些试验参数需要加以控制,如热源的热流量等。本文通过数值模拟分析发现,目前测试中所使用数据处理方法,在相同的温度测量误差下,对于具有较低导热系数的纤维材料,其最终结果的误差要大于导热系数比较高的材料,因此在优化测量方法这方面仍然需要做大量的工作。随后,本文对层叠纤维材料的非稳态测试做了理论和实验上的论证。通过理论证明,层叠纤维材料结构在非稳态导热条件下,无法用一个总的表观导热系数进行表征,它的热传递性能不仅与材料中各组份的热物理性质有关,还与各组份的排列次序有关。通过对三种不同纤维材料复合传热的实验论证,证实了本文中理论分析的正确性。通过对纤维材料非稳态测试方法的研究,本文认为纤维材料可以采用非稳态测试方法测量其导热系数。但对纤维材料的测试有一定的条件限制,即不能引起材料中热对流和传质现象的出现。非稳态测试方法对纤维材料热传递的研究具有很重要的意义,不仅仅提高了测试的速度,还可以从测试过程中获得很多特有的信息。