无机纳米/聚合物复合材料作为一种新兴的材料日益引起广大工程和学术人员的关注。国内外许多学者从复合介质的微观结构、介电性能、电荷输运特性等方面已经做了大量的研究工作,并且获得一些实验结果。但在无机纳米复合介质的微观结构和介电特性间的联系方面,目前尚缺乏系统的模型解释众多实验现象。纳米粒子的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和隧道效应等导致了其在应用方面表现出区别于微米粒子的功能特异性。纳米粒子这些有别于微米粒子的特性使它在聚合物当中形成了与微米粒子不同的界面,并且在电荷输运过程中起到了决定性的作用。本文着重研究无机纳米氧化硅（SiO_x）和低密度聚乙烯（Low-density Polyethylene, LDPE）复合介质的界面极化（即慢极化或低频极化）特性,并与无机微米二氧化硅（ SiO₂）和低密度聚乙烯（LDPE）复合介质的界面极化进行比较,同时研究在不同温度、不同场强下的界面极化特性的变化规律。采用双溶液共混法制备Nano-SiO_x/ LDPE和Micro-SiO₂/ LDPE复合介质,利用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope, SEM）研究了Nano-SiO_x和Micro-SiO₂在LDPE中的分散状态,结果表明通过双溶液共混法,Nano-SiO_x和Micro-SiO₂均能均匀地分散于LDPE中。纳米和微米粒子均匀地分散于聚乙烯中,在复合介质中形成了许多微观界面,同时复合介质中还存在晶界与无定形结构之间的界面,因此复合介质是一个具有多种界面的复杂系统。为了研究复合介质的界面极化特性,本文采用时域法进行测量分析。采用电流计KEITHLEY 6517A采集试样在2×10⁶～2×10⁷V/m的直流场强预压后的放电曲线,将随时间变化的电流数据进行傅立叶变化从而可以得到ε′-ε_∞和ε″在低频部分的值。研究复合介质的损耗发现:1)随着电场的升高,介质的极化强度增大,介质极化机理会发生改变;2)纯聚乙烯的极化强度要大于纳米和微米复合介质的极化强度,并且极化峰值所在的位置比复合材料的都要低;3)温度升高慢极化峰值向高频方向移动;4)在研究过程中发现介质的界面极化现象受电应力历史的影响,纯聚乙烯的界面退极化随电应力历史变化明显,而含纳米的复合介质界面退极化不随电应力历史变化。通过德国Novocontrol Concept 80宽频介电谱仪测量复合介质在1×10^-4～1×10⁷ Hz的频谱下的损耗,研究复合材料的介电常数和其他极化机理,测量结果发现:1)纯聚乙烯的介电常数在所测频谱范围内变化很小,而纳米复合材料在此频率范围内变化较大并随含量的增加变化增大,微米复合材料介电常数变化也较大,但随含量增加无明显的变化规律;2)纳米复合材料的介电松弛峰位于较高频率（1Hz¹0⁴ Hz）,并且随着纳米含量的增加峰值增大,峰值位置也往高频方向移动;微米复合材料介电松弛峰位于较低频率(10^-3 Hz¹0^<sup>-1 Hz),并且峰值随含量增加而增大,峰的位置基本不变;纯聚乙烯在所测的宽频范围内并未有明显的峰值存在,而在低频部分损耗上升。采用日本SEISAKU-SHD,LTD公司生产的热刺激电流测量仪测量复合介质的热刺激电流,测量的温度范围为173K-253K。实验结果表明,纯聚乙烯的界面能级深度最深,峰值处于高温区320.323 K;微米复合介质的电流峰值对应温度低于纯聚乙烯在304 K左右,说明陷阱能级深度要比纯聚乙烯的浅,并且随着含量的增加峰值位置并不改变;而纳米复合介质的峰值对应温度最低在250²88 K范围内,陷阱能级深度最浅,并且随着纳米含量的增加峰值越往低温区移动,陷阱能级深度随含量增加而降低。本文采用电声脉冲法（Pulsed-electro-acoustic Method, PEA）研究了纯LDPE、不同浓度的Nano-SiOx/ LDPE和Micro-SiO2/ LDPE复合材料等在中等直流电场下（5-20kV/mm）的空间电荷分布。实验发现复合材料中的异极性空间电荷较纯聚乙烯的多;微米复合材料的空间电荷分布中场助热解离的现象比较明显。在添加0.5% wt二氧化硅的微米复合材料中,当电场达到2×10⁷ V/m时空间电荷分布出现场助热解离的现象,而添加1% wt二氧化硅的微米复合材料在5×10⁶ V/m电场下就出现了场助热解离的现象;场助热解离的空间电荷量与微米粒子的浓度和施加的场强都成正比关系;由场助热解离产生的空间电荷在短路过程中较难释放掉。