介孔二氧化硅颗粒作为典型的双孔分布材料,凭借其优异的理化性质以及可控的微观结构,在能源、化工、建筑、环保、医药等诸多领域具有极大的应用价值。而材料内部的热质传递规律研究是该类材料的开发和推广应用的重要基础。本论文从实验测量与理论模拟两方面研究了介孔二氧化硅热物性的影响因素,深入探究其双重孔隙结构的导热机理。通过Material Studio软件构建了 MCM-41颗粒的孔道单元体,并采用晶体优化和退火冷却对模型进行修正,所得结果经过XRD技术绘制的小角度衍射图谱验证分析,证实其介孔孔隙稳定存在。同时基于分子动力学理论,由Green-Kubo公式计算得到固相骨架沿不同方向的热导率分量。模拟数据表明由于介孔二氧化硅的孔径与孔壁尺度较小,接近其内部声子运动的平均自由程,故颗粒微尺度效应突出,强化了材料整体的绝热性能,且孔径越大,孔隙率越高,其相关作用效果越显著。在实验研究中,本文选取MCM-41与SBA-15两种介孔二氧化硅为样品,采用透射电子显微镜、场发射扫描电镜以及低温氮气吸/脱附法等测量装置,对介质颗粒的微观结构进行表征。并且通过可控式温度压力调节系统,测量了0～30MPa以及25～550℃的环境变化下的材料有效导热系数。实验结果显示MCM-41与SBA-15具有均匀有序的六方介孔孔隙,比表面积极高且理化性质稳定,常规状态时堆积孔隙率极高。同时介孔颗粒热导率表现出与环境温度和压力较大的相关性。当测量环境在低真空段时,材料热导率极低,随着气氛压力的增加而增加,尤其在100Pa～0.1MPa的范围内变化速率达到最大。之后在更高的压力下,热导率仍存在上升趋势。除此之外,材料导热能力与实验温度呈正相关,即环境温度越高,其有效导热系数越大。为了进一步分析双重孔隙结构对介孔二氧化硅热质传递过程的影响,本文采用并联形式构建了理论导热系数计算模型,并通过上述实验数据验证了模型的合理性与准确性。根据相关推论可知,微观结构的差异对双孔分布材料的热导率具有极大的影响。其中孔隙率的增加通常使得介质导热能力降低,其主要原因在于材料内部的气相热导率上升小于固相热导率的削减,然而此过程存在一个极小点,继续增大孔隙率会导致辐射作用的强化,材料导热系数开始上升。同时颗粒粒径与BET比表面积也是重要的影响因素之一,研究表明粒径越大,介孔比表面积越小,材料的有效热导率越高。