无机纳米/聚合物复合材料不仅具有无机纳米粒子的性能，还保留了聚合物稳定的物理化学特性，已成为材料科学中一个热门的研究方向。目前，一些学者对聚合物纳米复合材料的介电性能进行了初步的研究，如介电频谱、复合介质在高电场下的电导特性等。但是，从总体上来讲，聚合物纳米复合材料的介电性能的研究还停留在个别的实验现象上，对其系统的研究还未见相关报道，尤其是微观结构和介电性能之间的关系。在当前国内与国外学者对无机纳米/聚合物复合材料研究成果的基础上，以复合材料的微观结构、强场电导、空间电荷分布和击穿强度为研究对象，详细地研究了纳米复合材料的微观结构、电荷输运特性以及两者之间的相互联系，从而为建立复合材料微观结构和电气性能之间的关系奠定一定的基础。 为了研究无机粒子对低密度聚乙烯(LDPE)微观结构的影响，采用双溶液共混法制备不同浓度的纳米SiOx/LDPE和微米SiO2/LDPE复合材料，并利用透射电子显微镜(TEM)、傅立叶红外光谱FTIR、X-射线衍射(XRD)、差热扫描量热法(DSC)、动态机械力学分析(DMA)等对不同试样进行了测试。实验结果表明：纳米SiOx和微米SiO2粒子的添加在LDPE中起到了成核剂的作用，提高了LDPE的结晶速度和结晶度，并随着粒子浓度的增加而增加。纳米SiOx粒子的添加，在纳米粒子和LDPE分子链之间形成了氢键，加强了LDPE分子链之间的相互作用，导致SiO2红外光谱吸收峰偏移、熔融温度、玻璃化转变温度和储能模量的增加；而微米粒子增加了LDPE分子链之间的距离，减弱了LDPE分子链之间的相互作用，从而导致LDPE材料的储能模量和损耗模量的降低。 由于纳米SiOx和微米SiO2粒子的添加改变了LDPE原有的微观结构，而复合材料的空间电荷分布、陷阱能级分布又与材料微观结构紧密相联。本文采用电声脉冲法空间电荷测试装置(PEA)对纯LDPE、不同浓度的纳米SiOx/LDPE和微米SiO2/LDPE复合材料在不同的测试环境下的空间电荷分布进行了测试。实验结果表明：1)复合材料的空间电荷分布受电极材料的影响，银电极比金电极更容易注入空穴，而金电极比银电极更容易注入电子；2)从短路过程中的空间电荷分布来看，纳米复合材料以异极性空间电荷为主，微米复合材料以同极性电荷为主。这说明了纳米粒子表面处理剂的引入，在复合材料中形成了大量的杂质离子；3)纳米复合材料中的残余电荷衰减速度比纯LDPE和微米复合材料小，说明纳米粒子表面效应，在纳米粒子和LDPE分子链之间的界面形成了能级较深的陷阱。论文结合纳米SiOx/LDPE和微米SiO2/LDPE的微观结构分析，对在测试过程中复合材料所出现的空间电荷分布现象进行了讨论。 通过测量纯LDPE、不同浓度的纳米SiOx/LDPE和微米SiO2/LDPE复合材料在不同试验条件下的直流击穿强度，研究了无机粒子以及空间电荷分布对复合材料直流击穿强度的影响。实验结果表明：1)由微观分析可知，微量的纳米粒子的添加加强了LDPE分子链之间的相互作用，而微米粒子的添加减弱了LDPE分子链之间的作用。这导致了纳米SiOx和微米SiO2粒子的添加分别增加和减弱了LDPE材料的直流击穿强度，并且两种复合材料的直流击穿强度随着粒子浓度的增加而减小；2)复合材料的直流击穿强度受空间电荷分布的影响。纳米SiOx/LDPE和微米SiO2/LDPE复合材料经过正极性预压后，复合材料同极性的直流击穿强度提高。原因是在复合材料中形成了同极性空间电荷，这些电荷削弱了电极附近的电场强度，从而限制了电极电荷的注入，使复合材料的直流击穿强度得到提高。 聚合物复合材料的电导特性不仅受材料微观结构的影响，而且还受空间电荷分布的影响。对纯LDPE、不同浓度的纳米SiOx/LDPE和微米SiO2/LDPE复合材料在不同的测试条件下进行了强场电导测量。由实验结果可知，在复合材料电导特性中出现了两个新颖的电导现象。1)两种复合材料的强场电导中都存在预电应力现象，即在相同的测试条件下，复合材料经过高场预压后，第二次测得的同极性电导电流值小于第一次测得的数据，并随着粒子浓度的增加而越来越明显；2)两种复合材料的强场电导中都存在渗渝电导现象，即复合材料的电导电流随着粒子浓度的增加，先减小后增大。通过对不同浓度复合材料的空间电荷分布测量和活化能U的计算，本文结合微观结构分析对上述现象进行了讨论。 在强场电导的测试过程中，除了上述预电应力和渗渝电导现象，还发现了纳米SiOx和微米SiO2粒子的添加改变了LDPE原有的伏安特性。由实验数据分析可知：在强电场下(＞50MV/m)，纯LDPE的电导电流以空间电荷限制电流为主，而纳米SiOx/LDPE和微米SiO2/LDPE复合材料的电导以离子跳跃电导为主，并且离子跳跃距离随着温度的增加而增加，随着粒子浓度的增加而减小。