环氧树脂（EP）纳米复合材料具有优异的热、力、电学性能,被广泛应用于电力系统的内外绝缘中。纳米填料的掺杂能提高绝缘件的耐受性能,但迄今为止尚未有完备理论可用于解释纳米填料在掺杂过程中对复合材料绝缘性能的影响规律,故有必要对此问题展开深入研究,同时也有必要研制更高性能的绝缘材料。本文首先选用纳米Al₂O₃和纳米Ti O₂对环氧树脂进行掺杂改性,并采用低温大气压等离子体氟化的方法对填料进行预处理,得到含氟填料颗粒进而制备出氟化改性复合材料。采用扫描电子显微镜（SEM）、背散射电子能谱（EDS）、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和光电子能谱（XPS）对改性前后的填料及复合材料进行表征,分析了氟化改性的反应原理。然后,对掺杂及氟化掺杂改性前后的复合材料进行了介电常数测试,分析了不同填料的掺杂浓度、颗粒粒径和氟化预处理方法对复合材料介电常数的影响,结合多核模型相关概念对其进行了阐释;采用有限元方法建立了两相复合体系的简易介电模型,对各因素对介电常数的影响作出解释。继而,对样片组进行了电荷消散能力的测试,分析了各因素对复合材料电荷消散的影响。基于ISPD方法计算了各复合材料样品的陷阱分布情况,从微观角度出发对氟化、掺杂改性原理进行了合理解释;采用有限元方法对直流场中Ti O₂/EP复合材料的表面电荷行为进行了仿真,从宏观角度解释了材料的介电、导电参数对表面绝缘特性的影响。最后,对掺杂及氟化掺杂改性前后的复合材料进行了闪络电压测试,分析了不同填料的掺杂浓度、颗粒粒径和氟化预处理方法对其闪络电压的影响。