高介电材料在现代电力电子工业上有广泛的应用。传统的陶瓷介电材料虽具有高的介电常数，但存在加工温度高、韧性差的缺点。传统的聚合物介电材料具有较好的加工性能和韧性，但介电常数较低。通过纳米复合技术制备聚合物/纳米填料复合材料，在保持聚合物的加工性能和韧性的同时，获得较高的介电常数，是获得综合性能优良的高介电材料的重要途径。本文以本征介电常数高的聚偏氟乙烯（PVDF）为基体，以电导率非常高的石墨烯为主要填料，制备了一系列复合材料并表征了其介电性能，最终获得了高介电低损耗的PVDF基复合材料。本文首先以陶瓷颗粒钛酸钡（BT）和导体颗粒石墨烯（rGO）为填料，制备了PVDF/BT/rGO复合材料。通过改性Hummers法制备的氧化石墨烯（GO）因为含有大量羧基而带负电，用氨基硅烷对钛酸钡进行表面改性后，钛酸钡表面则带正电，二者可以通过静电作用相互结合，这一点在透射电镜（TEM）下得到了验证。在制备PVDF/BT/rGO复合材料过程中，选择钛酸钡的体积分数为40%，随着rGO含量的增加，PVDF/BT/rGO复合材料的介电常数逐渐增加。当rGO含量为0.7%时，体系达到逾渗。随后介电常数开始下降。在rGO含量为0.6%时，PVDF/BT/rGO体系的介电常数比未添加rGO的PVDF/BT体系增加近两倍，而介电损耗则几乎没怎么变化，实现了在较低掺量下取得较高介电常数的预期目标。通过变温介电测试进一步发现，PVDF/BT/rGO的介电常数受温度和频率的影响较大，在高温低频下具有非常高的介电常数。本文随后通过ATRP的方法在石墨烯（GS）表面接枝甲基丙烯酸甲酯（MMA），以获得改性石墨烯（GS-PMMA），将其加入到PVDF基体中制备了PVDF/GS-PMMA复合材料。实验发现，GS-PMMA的引入同样可以增加PVDF基体的介电常数。在GS-PMMA的含量为3%时体系即达到逾渗。