随着化石燃料日益枯竭和全球环境问题的日益严重,探索新型节能环保材料对经济社会的可持续发展至关重要。随着近年来小尺度精密制造等加工工艺的蓬勃发展,兼具质轻、高表面积和极佳隔热性能的自相似微纳米级多孔材料为解决这一问题提供了可能。而目前对多孔材料热传输特性的研究主要集中在宏观尺度,在微纳米尺度的研究往往受限于特定的假设条件,同时自相似性微纳米多孔材料的热传输过程的传热机理和影响因素也缺乏深入研究,热辐射传输特性的实验测量方法也尚不完善。因此本文基于微尺度传热方法,对具有自相似性特征的自相似性微纳米多孔材料及其复合材料的传热问题,开展了结构表征与分形重建、等效热导率的公式推导、传热过程的影响因素分析、热传输特性参数的计算及实验测量的研究,极大的提高了计算的效率和准确性,为其在节能装置中的设计和应用提供了重要的理论指导。针对自相似性微纳米金属多孔结构,以周期性银开孔泡沫为例,使用有限元方法分析了其热传输特性,并着重讨论了可见光和近红外波段处规则周期性银开孔泡沫的吸收和反射特性;以不规则的微纳米开孔铝结构为例,构建了分形球孔骨架模型并采用有限元和时域有限差分方法计算了分形骨架传热模型的等效热导率,所得结果与测量值相比误差小于5.3%,分析了热传输机理及影响因素;以微纳米闭孔铝结构为例,建立了三阶分形正方形模型,采用等效热阻和全尺寸扩散近似方法计算了分形骨架传热模型的等效热导率,分析了热传输机理及影响因素,通过M ie理论简化了全尺寸扩散近似方法,相较测量值误差小于8.3%。结果表明温度的升高会使等效热导率增加,孔形状和体积比表面积的影响较小。针对自相似性微纳米电介质多孔结构,以微纳米开孔聚甲基丙烯酸甲酯结构为例,基于分形理论构建了分形立方体骨架模型,结合等效热阻方法给出了热传导等效热导率的求解方程,并利用全尺寸扩散近似方法计算得到热辐射等效热导率,相较测量值误差小于15.0%,并分析了热传输机理及影响因素;以微纳米闭孔聚甲基丙烯酸甲酯结构为例,基于分形理论构建了闭孔分形交叉模型,结合等效热阻方法给出了热传导等效热导率求解方程,并基于孔形状和表面积对等效热导率影响很小的结论,通过Mie理论对全尺寸扩散近似方法进行了简化得到热辐射等效热导率,所得结果与测量值相比误差小于11.2%,并分析了热传输机理及影响因素。结果表明温度的升高,折射率的增加或消光系数的减小会使等效热导率增加,孔形状和体积比表面积的影响较小。针对新型自相似性微纳米多孔复合材料,以多层膜材料为例,利用传输矩阵和等效介质方法,计算了辐射制冷薄膜装置的辐射特性并进行了优化设计。在此基础上,以分别添加硅和二氧化硅纳米膜的多孔铝为例,探讨了添加多层膜的自相似性微纳米金属多孔复合材料的辐射特性。以掺杂碳纳米纤维的聚苯乙烯多孔复合材料为例,利用FTIR光谱仪和积分球测量了法向-法向透射比与法向-半球透射比/反射比,构建了分形立方体复合骨架模型,采用等效热阻和全尺寸扩散近似方法计算了掺杂分形骨架传热模型的等效热导率,所得结果较现有的法向-法向测量值更为精确,且与宏观多孔材料相比,避免了测量时因样品厚度和截面位置等带来的误差,改进了测量步骤减小了误差。讨论了掺杂不同比例的碳纳米纤维的微纳米多孔聚苯乙烯复合材料的热传输特性,结果表明掺杂比例的增加使等效热导率在元胞尺寸大于1μm时减小,小于60nm时增加。通过本文研究,建立了自相似性微纳米多孔材料及其复合材料从微米到纳米尺度的等效热导率的计算方法,分析并讨论了自相似性微纳米多孔材料的热传输机理及影响因素,构建了自相似性微纳米多孔复合材料的等效热导率的计算方法,分析了热传输特性及影响因素,改进了基于积分球和傅里叶红外光谱仪的自相似性微纳米多孔复合材料的热辐射特性的测量方法,为其在节能装置中的应用提供了重要的理论依据和实验指导。