为获得高击穿场强、高介电、低损耗、高储能密度以及良好柔性的陶瓷-聚合物复合薄膜材料,本文首次利用高介电Nd-BaTiO₃作为填充材料,制备出PVDF-Nd-BaTiO₃复合薄膜材料。在此基础上对纳米颗粒进行了改性处理,研究了改性纳米颗粒加入对复合薄膜材料微观结构、相结构、介电和储能性能的影响规律。Nd-BaTiO₃的加入对复合薄膜材料的相结构未造成影响。复合薄膜材料的介电常数随着Nd-BaTiO₃填充量的增加逐渐增大。由于Nd-BaTiO₃与PVDF基体之间界面相容性较差,使复合薄膜击穿强度大大降低。其中,PVDF-1 vol%Nd-BaTiO₃的击穿场强为360 MV/m,可释放出能密度达到最大值7.9 J/cm3,储能效率仅为38%。多巴胺改性增强了纳米颗粒与PVDF之间的界面相容性和纳米颗粒在PVDF中的分散性,提高了复合薄膜的击穿场强。相同条件下,PVDF-dopamine@Nd-BaTiO₃的介电常数及损耗要高于PVDF-dopamine@BaTiO₃;此外,高介电常数带来更为严重的电场畸变,导致PVDF-dopamine@Nd-BaTiO₃的击穿场强低于PVDF-dopamine@BaTiO₃。同时,高介电常数也引起更高的界面极化效应,使PVDF-1 vol%dopamine@Nd-BaTiO₃的可释放储能密度在420 MV/m下达到最大值12.5 J/cm³,储能效率高达48%。随着退火温度的升高,Nd-BaTiO₃的微观形貌由球状向四方状转变,相结构也逐渐向四方相发生转变,复合薄膜材料的介电常数和介电损耗均逐步增大;800°C退火处理的Nd-BaTiO₃在添加量为1 vol%时,在380 MV/m电场下,其可释放出能密度达到最大值10.4 J/cm³,储能效率高达49%。