具有适宜介电常数、低损耗以及高介电可调性的BST/PVDF功能复合材料在可调谐电子器件,相阵控天线和柔性可穿戴设备等领域有广泛的应用前景。尽管前人为提升BST/PVDF介电功能复合材料的综合性能已经做出了较多的贡献和努力,但是BST陶瓷相的形貌与尺寸对BST/PVDF功能复合材料介电性能的影响规律尚不明确,有待于深入研究。因此,本文采用硬模板法制备零维微纳米级空心球状BST(HS-BST)粉体,采用流延成型工艺制备了HS-BST/PVDF介电功能复合材料,研究了HS-BST形貌及尺寸对HS-BST/PVDF复合材料介电性能的影响规律,探索了微纳米级HS-BST粉体与有机/无机复合材料介电可调性理论模型中形状因子n取值的关系。首先采用水热法制备表面含有大量活性基团的碳球模板,采用两步包覆工艺制备了碳@钛酸锶钡(C@BST)复合微球,最后经高温煅烧去除中心碳核得到单分散的具有立方钙钛矿结构的空心球状HS-BST粉体。研究了包覆温度、包覆时间、滴定速率、水解抑制剂对C@BST复合微球形貌及组分的影响规律,并探索了硬模板法制备HS-BST的机理。其次,研究了不同尺寸和壳层厚度的HS-BST粉体对HS-BST/PVDF复合材料的微观形貌及介电性能的影响规律。结果表明,微纳米级HS-BST粉体能够在PVDF基体中均匀分散,随着HS-BST粉体尺寸的减小,HS-BST粉体与PVDF基体的界面连接性逐渐增强,界面处缺陷减少。随着HS-BST陶瓷粉体尺寸和壳层厚度的减小,复合材料的介电常数和介电损耗逐渐降低,复合材料的介电击穿强度和储能密度呈现出先减小后增大的趋势。含有微米级HS-BST粉体的HS-BST/PVDF复合材料的介电常数及损耗具有比较明显的弛豫特征。最后,采用有机/无机复合材料的介电可调性理论模型计算获得了HS-BST/PVDF复合材料中陶瓷相形状因子的取值范围。对于粉体粒径为0.44-2.57μm,壳层厚度为30-500nm的空心球状HS-BST,其形状因子n的取值范围为2-2.5。