本研究首先通过液相法结合熔盐辅助煅烧制备了分散性较好的纳米ZrO2颗粒，然后通过表面有机改性改变纳米ZrO2的表面性质，以提高颗粒与有机聚合物的相容性，最后研究了改性纳米ZrO2应用于聚碳酸酯(PC)中对复合材料性能的影响。 采用反相微乳液法和反相化学沉淀法，结合熔盐辅助煅烧制备了分散性较好的纳米ZrO2粉体，并对制备工艺条件进行了研究。在反相微乳液法制备过程中，稳定的微乳反应器是保证产物性能的关键；煅烧温度和熔盐辅助煅烧可以有效调控产物的晶型、粒径和分散性。反相沉淀法制备过程中，通过控制反应物浓度，在反应过程中加入表面活性剂，采用共沸蒸馏干燥及熔盐辅助煅烧等多种手段联用，能够有效防止颗粒团聚，达到控制粒径的目的。通过优化制备工艺，采用两种方法合成了分散性好、平均粒径分别为14.5nm和19.5nm的立方晶相纳米ZrO2粉体。 分别采用γ-MPTMS、PET、PMMA对纳米ZrO2进行了表面有机改性，成功改变纳米ZrO2表面性质。通过FT-IR、TG-DSC、XPS、TEM、接触角测试等方法对改性产物进行表征。结果表明，改性后粉体表面均有新化学键生成，粉体表面由亲水性变为疏水性，粉体微观分散性得到了明显改善，这将有利于增强粉体与有机聚合物的相容性。 将所制备的改性纳米ZrO2粉体与PC按照一定质量比，通过高速共混、熔融挤出、注射成型等工序，制备纳米ZrO2/PC复合材料。对复合材料的多种力学性能和耐热性能进行了测试和分析，研究表明，适当量改性纳米ZrO2的填充能够增强PC多种力学性能，复合材料的热变形温度、玻璃化转变温度和储能模量等较纯PC均有所提高。