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交联聚乙烯（XLPE）具有优异的绝缘性能、机械性能、耐热性和重量轻等优点,因而被广泛用于高压直流输电电缆的制造。通过在聚乙烯基体中掺入无机纳米粒子,可以有效提高交联聚乙烯的多方面性能。本文采用溶液浇铸法制备了五种纳米复合薄膜,研究了不同含量纳米粒子对复合薄膜结构、热学性能、介电性能和击穿性能的影响。具体研究结果如下:（1）采用十八烷基三甲基溴化铵改性蒙脱土得到有机蒙脱土（OMMT）。实验研究表明,蒙脱土经改性后特征晶面衍射角向小角度方向移动,晶面间距扩大,蒙脱土片层变得疏松,层间距明显增大。采用溶液浇铸法制备了有机蒙脱土/聚乙烯交联复合薄膜（OMMT/XLPE）,有机蒙脱土在聚乙烯基体中的形貌保留完整、分散情况良好。DSC测试和热重分析发现,有机蒙脱土的添加对复合薄膜的结晶度和熔融温度的影响较小,复合薄膜与纯交联聚乙烯在失重5%时,复合材料热稳定性随有机蒙脱土含量的增加有所提高。介电常数和介电损耗测试发现,有机蒙脱土含量在0.5 phr和1.0 phr时OMMT/XLPE复合薄膜的介电常数要低于纯XLPE薄膜的介电常数,复合薄膜的介电损耗略有增加。通过测试不同含量OMMT/XLPE复合薄膜的直流击穿场强和介电性能表明,OMMT含量在0.5 phr和1.0 phr时复合薄膜的击穿场强均大于纯交联聚乙烯薄膜的击穿场强,且总体趋势呈现出先上升后下降的走势。在OMMT含量达到0.5 phr时其击穿场强达到440.9 kV/mm,相比于纯XLPE提升了19.2%。（2）利用溶液浇铸法制备了纳米氧化铝/聚乙烯交联复合薄膜（Al2O3/XLPE）。经X射线衍射仪测试发现,所制备的氧化铝纳米粒子和氧化铝纳米纤维的出峰位置与α-Al2O3标准图谱出峰位置高度吻合,峰型尖锐且无杂质峰。对复合薄膜的结构和性能研究表明,改性后的两种形貌氧化铝纳米粒子在聚乙烯基体中具有良好的分散性,氧化铝的添加对复合薄膜结晶度和熔融温度整体影响不大;随着复合薄膜中纳米氧化铝含量的增加,其复合薄膜的热分解温度升高,介电常数也略微上升;与掺杂有机蒙脱土复合薄膜的介电损耗相比,可明显观察到掺杂纳米氧化铝的复合薄膜的介电损耗较小。当复合薄膜中Al2O3纳米粒子含量达到1.0 phr时其击穿场强达到448.2 kV/mm,相比于纯XLPE提升了21.2%;Al2O3纳米纤维含量为2.0 phr时,击穿场强达到468.3 kV/mm,相比于纯XLPE的369.7 kV/mm提升了26.6%。（3）采用液氮对氮化硼进行剥离,块状氮化硼经剥离形成氮化硼纳米片后晶型结构未改变,氮化硼纳米片的厚度有效降低。由溶液浇铸法制备了氮化硼纳米片/聚乙烯交联复合薄膜（BNNS/XLPE）。DSC测试和热重分析发现,氮化硼纳米片添加到聚乙烯基体中对复合薄膜结晶度和熔融温度影响较小,复合薄膜的热稳定性能有所提高。介电常数和介电损耗测试发现,氮化硼纳米片含量较低时,复合薄膜的介电常数略有下降;复合薄膜的介电损耗是随着无机填料的增加而小幅上升。当氮化硼纳米片含量为3.0 phr时,击穿场强达到488.6 kV/mm,相比于纯XLPE提升了32.1%。（4）在以上基础上,将Al2O3纳米纤维和氮化硼纳米片按质量比2:3进行复配,再与交联聚乙烯进行复合发现,复合薄膜的结晶度略有下降,结晶度和熔融温度变化不大,热稳定性能较好。三元复合薄膜的介电常数和介电损耗随着无机纳米粒子的增加略有上升。当纳米粒子含量在2.0 phr时,击穿场强达到502.6 kV/mm,相比于纯XLPE提升了35.9%。因此,三元复合膜Al2O3/BNNS/XLPE的击穿场强确实优于二元复合物和纯交联聚乙烯。