本文基于“一种非燃烧型低温卷烟用相变控温式燃料组件及其制备方法”（发明专利申请号201510562442.X）和“一种非燃烧型低温卷烟用相变控温式燃料组件及其热塑性制备方法”（发明专利申请号201510562433.0）所涉及的新型低温卷烟加热元件，对其材料组分、热学性能和成型工艺进行了实验研究与测试分析，对湿法成型和干法成型加热元件的热学性能与组分及工艺的关系，进行了实验优化设计与分析，研究结论为新型低温卷烟的开发提供了重要的实验依据。此外，本文通过合理的测试分析方法，对国外某品牌的低温卷烟加热元件的组分及热学性能进行了有效的比对分析，为新型低温卷烟加热元件的的组分和热学性能设计提供了借鉴。　　本文研究表明，新型低温卷烟湿法成型加热元件的最佳组分为：38％竹炭粉，44%石墨，10%CMC，2.5%碳酸钙，4.5%碳酸钾和1%氯化钾；热塑性成型加热元件的最佳组分为：2.4%竹炭粉，0.6%石墨，82%粘结剂（23%麦芽糖醇、48%聚乙二醇、12%丙三醇、17%甘露醇），3%碳酸钙，3%碳酸钠，5%氧化铝纤维和4%低温玻璃粉。　　为了避免加热元件温度过高，导致烟丝产生不期望的热裂解或碳化，非燃烧型低温卷烟加热元件通过采用复合相变蓄热材料，消除输出温度可能过高产生的缺陷。本文研究表明，以Si含量为12%的铝硅合金为相变材料、硅藻土为基体材料复合的相变蓄热材料，可实现对加热元件输出温度进行“削峰填谷”式控制，通过DSC-TG、热循环、SEM形貌分析和LFA导热分析，发现相变材料Al-Si合金的含量与复合相变材料的相变潜热及热稳定性之间关系：在空气中，当Al-Si合金含量分别在50%、33%、25%、20%和17%时，经过5次、10次、15次、20次热循环后，复合相变材料的相变潜热逐渐减小，在15次热循环后相变潜热趋于稳定；复合相变材料的微观形貌随热循环次数的增加趋于稳定，导热系数随着温度的增加呈线性降低，且在600℃时，合金含量为25%和33%的复合相变材料的导热系数分别为6.51W/m·K和3.45w/m·K。测试显示，含有相变蓄热材料的嵌套元件内部，在燃后的前120s内，较对比试验组的温度低约20℃，但是在后续的燃烧时间里，随着加热元件的充分燃烧以及热量的不断累积，会导致温度越过相变温度，但仍然较对比组温度低约10℃，这表明相变蓄热材料在新型低温卷烟具有一定的控温功能，但在热量释放速率（材料导热）和对卷烟纸隔热作用的兼顾方面需要进一步优化。　　为了解决低温卷烟加热元件燃烧产生CO有害气体的问题，非燃烧型低温卷烟通过采用电气石结合与硅藻土为基体的发泡嵌套材料，以氧化铈为主要催化剂，实现对吸燃气流的CO吸附和氧化催化，即在燃料元件的热激发下，利用电气石的热电效应和自发电极的静电场效应及吸附效应，对弱极性CO及微粒进行吸附，以及电气石颗粒碎裂所形成断键表面富含的Fe、Mg、Cr、Li、Cu、Na、K等金属阳离子对CO进行氧化催化作用。本文研究表明，增加发泡剂和硅藻土含量，嵌套材料的表观密度减小，其中，发泡剂对表观密度影响较明显；嵌套材料的适宜配方为：6%电气石粉、36%硅藻土、3%氧化铈、30%粘结剂、5%丙三醇、15%Al-Si合金粉和5%发泡剂。