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电介质电容器是一类重要的能量存储与转化器件，其在高压输电系统、新能源汽车、电磁弹射武器等领域具有广泛应用。相较于电池和超级电容器，电介质电容器因兼具功率密度高、充放电快速、运行稳定性好等优点而备受青睐。其中，具有线性极化性质的聚合物(如聚甲基丙烯酸甲酯，PMMA)其极化损耗相对低、储能效率较高，但较低的相对介电常数导致其储能密度不高。另外，高场条件下电极处电荷注入问题突显，引起电导损耗增大、储能性能严重劣化。基于此，本文旨在通过结构设计来改善PMMA介质薄膜的储能性能，为高性能聚合物基储能介质研究提供参考。
本文选择PMMA作为聚合物基体，高介电常数钛酸锶钡纳米纤维(BaSrTiO3NFs，记为BSTNFs)作为填充相，利用流延法制备介质薄膜。通过改变填充相掺杂含量并结合表面修饰技术来构筑PMMA基复合介质体系，并对其微观结构、介电性能、击穿特性、极化特性和储能性能进行了系统表征与测试分析。研究表明，随着BSTNFs掺杂含量增加，复合介质的介电常数和极化强度逐渐增大，击穿场强逐渐降低。当施加电场强度为440kV/mm时，1vol.％BST/PMMA复合介质的储能密度为10.6J/cm3，是纯PMMA薄膜的1.16倍，充放电效率为77％。此外，研究发现，选择经SiO2表面修饰的BST(记为BST@S)作为填充相时，并未明显改善复合介质的击穿场强和储能性能。
为抑制高电场下复合介质的电导损耗，进一步改善PMMA基复合介质的储能性能，本文提出利用磁控溅射技术在PMMA介质薄膜表面原位生长宽禁带SiO2绝缘层。通过改变溅射时间来调控SiO2绝缘层厚度，系统研究了SiO2薄层厚度对复合介质微观结构和储能性能的影响规律。研究表明，当溅射时间为2小时，SiO2薄层厚度约为240nm，此时复合介质展现出较为优异的储能性能。当施加电场为520kV/mm时，SiO2/PMMA/SiO2复合介质的能量密度为14.5J/cm3，是纯PMMA的1.59倍，效率达到87.4％。1vol.％BST/PMMA复合介质生长SiO2绝缘层之后，其放电能量密度达到15.7J/cm3，充放电效率为79.8％。
本文选择PMMA作为聚合物基体，高介电常数钛酸锶钡纳米纤维(BaSrTiO3NFs，记为BSTNFs)作为填充相，利用流延法制备介质薄膜。通过改变填充相掺杂含量并结合表面修饰技术来构筑PMMA基复合介质体系，并对其微观结构、介电性能、击穿特性、极化特性和储能性能进行了系统表征与测试分析。研究表明，随着BSTNFs掺杂含量增加，复合介质的介电常数和极化强度逐渐增大，击穿场强逐渐降低。当施加电场强度为440kV/mm时，1vol.％BST/PMMA复合介质的储能密度为10.6J/cm3，是纯PMMA薄膜的1.16倍，充放电效率为77％。此外，研究发现，选择经SiO2表面修饰的BST(记为BST@S)作为填充相时，并未明显改善复合介质的击穿场强和储能性能。
为抑制高电场下复合介质的电导损耗，进一步改善PMMA基复合介质的储能性能，本文提出利用磁控溅射技术在PMMA介质薄膜表面原位生长宽禁带SiO2绝缘层。通过改变溅射时间来调控SiO2绝缘层厚度，系统研究了SiO2薄层厚度对复合介质微观结构和储能性能的影响规律。研究表明，当溅射时间为2小时，SiO2薄层厚度约为240nm，此时复合介质展现出较为优异的储能性能。当施加电场为520kV/mm时，SiO2/PMMA/SiO2复合介质的能量密度为14.5J/cm3，是纯PMMA的1.59倍，效率达到87.4％。1vol.％BST/PMMA复合介质生长SiO2绝缘层之后，其放电能量密度达到15.7J/cm3，充放电效率为79.8％。