聚酰亚胺(PI)薄膜以其优良的电学性能在机电行业有着广泛和重要的应用,随着纳米材料研究的迅速发展,纳米材料改性PI薄膜的耐电晕性能研究越来越受到人们的关注。但对于引入其它元素改性纳米氧化铝用于杂化PI进一步改善薄膜介电性能的研究报道甚少。采用微乳化-热液法制备Zr和Ti不同含量共同改性的纳米Al2O3分散液。其中无机纳米氧化物总的掺杂量为24 wt%,折合成氧化钛(TiO2)和氧化锆(ZrO2)后,二者总量占无机掺杂量的10 wt%。采用原位聚合法制备出一系列不同Zr-Ti含量改性的纳米Al2O3杂化三层复合PI薄膜。采用透射电子显微镜(TEM)表征纳米分散液及复合薄膜的微观结构;利用击穿实验装置、电导电流实验装置和耐电晕实验装置对复合薄膜的击穿性能、电导电流特性和耐电晕性能进行测试,并对测试结果进行了分析讨论。从TEM测试结果中得到,无机纳米分散液平均粒径小于20 nm;Zr-Ti改性的纳米Al2O3杂化PI复合薄膜中,无机相在PI基体中分散均匀。复合薄膜的电导电流密度随TiO2含量的不同变化不大,电老化阈值随其含量增高先增大后减小,且当TiO2含量为4 wt%时,电老化阈值达到最大。复合薄膜的击穿场强随TiO2含量的增加先增大后减小,且TiO2含量为6 wt%时,复合薄膜的击穿场强达到最大。在工频50 Hz,电场强度为80 kV/mm时,比较不同Zr-Ti比例改性的纳米Al2O3杂化PI复合薄膜在30 ℃及155℃下的耐电晕寿命发现:TiO2的引入使得复合薄膜的耐电晕性能有所提高,且随着TiO2掺杂量的增加均呈现先增大后减小的趋势,但两种测试温度下,耐电晕时间的峰值出现在不同的掺杂比例上;对TiO2掺杂量为6 wt%的复合薄膜进行不同温度下的耐电晕测试,结果表明,耐电晕时间随着温度的升高呈指数下降;对TiO2掺杂量为4 wt%的复合薄膜进行不同电压的耐电晕测试发现,复合薄膜的耐电晕寿命随电压的升高亦呈指数下降。