聚酰亚胺（PI）/无机纳米Al₂O₃材料以其优异的耐热性能、力学性能以及耐电晕性能等,已经在电子、电气等领域得到了广泛应用。尤其是无机纳米粒子在复合材料的改性方面表现出的良好应用前景,使得近年来PI/无机纳米Al₂O₃材料已成为国内外研究的重点。为了研究无机纳米掺杂组分对聚酰亚胺薄膜击穿性能的影响,本文选用溶胶-凝胶法制备的重量比分别为0%、5%、10%和20%的聚酰亚胺/无机纳米Al₂O₃薄膜作为实验样品,测量其电气强度、直流体积电阻率、直流电导率、介电谱和红外光谱等材料特性。利用扫描电镜观察PI/无机纳米Al₂O₃薄膜击穿孔附近表面形貌。探索利用Matlab软件表征击穿特性的新方法,对击穿孔形貌图片进行处理,以像素点为基本计算单元做进一步的计算,得到较准确击穿孔面积值,以表征不同组分杂化材料的击穿特性。实验结果表明:在温度20°C、湿度20%、10²-10⁵Hz的频率范围内,不同组分杂化薄膜的相对介电常数和损耗角正切与频率成反比关系,与Dupont的100HN和100CR薄膜具有相同的变化规律。在定频条件下,杂化PI薄膜的相对介电常数和损耗角正切都与Al₂O₃掺杂含量成正比关系;当掺杂含量增加到10%时,薄膜相对介电常数增幅增大;而损耗角正切的增幅剧变出现在掺杂含量5%处。纯PI薄膜以及杂化的PI薄膜的击穿强度与掺杂的无机组分含量呈线性关系y = 306.96 - 12.64x。纯PI薄膜的击穿过程中伴随着物质的分解挥发和热聚集释放过程。杂化PI薄膜的击穿过程中产生了大量焦耳热,经历了高温熔融过程,其击穿过程是一个逐渐侵蚀的过程,并伴有热传递作用。本文对不同组分PI/无机纳米Al₂O₃薄膜的击穿孔面积分别用三种不同方法做了计算,对得到的结果和方法从误差的角度做了初步的分析和评价。