双马来酰亚胺树脂（BMI）具有耐热性优异,加工性能优良并且绝缘性能突出的特点。但未改性的BMI树脂存在脆性大,抗冲击性以及抗应力开裂性差的缺点。为了在提高BMI树脂的韧性的同时不降低复合材料的其它性能,本文利用热塑性树脂聚醚砜（PES）及纳米Al₂O₃共同增韧BMI树脂,同时为了改善纳米Al₂O₃与BMI树脂的相容性,利用超临界技术处理纳米Al₂O₃。本文以4,4’-二氨基二苯甲烷双马来酰亚胺（MBMI）,3,3’-二烯丙基双酚A（BBA）和双酚A双烯丙基醚（BBE）组成MBAE体系,以PES树脂为增韧剂,并以超临界乙醇处理的Al₂O₃（SCE-Al₂O₃）为改性剂,通过原位聚合法制备了SCE-Al₂O₃/PES-MBAE复合材料。采用红外光谱（FT-IR）、透射电镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）以及X射线衍射仪（XRD）等方法观察改性后纳米Al₂O₃的微观形貌并探究相应机理。测试结果发现经过超临界处理后的纳米Al₂O₃表面附着上了一定量的流体分子,并且超临界流体处理后的Al₂O₃颗粒轮廓清晰,分散效果好。超临界技术改性纳米Al₂O₃的最佳工艺为:超临界乙醇（241℃）中处理5 min。通过FT-IR、SEM研究并观察了复合材料的化学结构及微观形貌,并测试了材料的耐热性、介电性能以及力学性能。对PES-MBAE样品测试发现PES树脂是以两相结构存在的,而且当PES树脂含量为5 wt%时,其增韧效果最佳。对经过SCE-Al₂O₃改性的5 wt%PES-MBAE样品测试发现SCE-Al₂O₃掺杂量为3 wt%样品的热分解温度达到了441.23℃,与PES-MBAE相比提高了17.34℃。随着SCE-Al₂O₃掺杂量的增加介电常数与介电损耗会呈现先减小后增大的趋势,体积电阻率与击穿强度则是先增大后减小。当SCE-Al₂O₃掺杂量为3 wt%时,SCE-Al₂O₃/PES-MBAE纳米复合材料的力学性能最佳,冲击强度以及弯曲强度分别为12.99 k J/mm2和141.21 MPa。