高性能先进电力装备的不断发展对绝缘材料的性能提出了极为严苛的要求,研发高性能绝缘材料关乎电气装备的小型化、低成本以及安全运行。纳米复合技术被认为是提高介质绝缘性能的重要手段,目前的研究多以填充型复合材料为主,即添加无机氧化物到高分子基体中,而此类材料发展至今20余年,仍面临诸多问题:如电气性能提升幅度有限（通常低于30%）,介电损耗高、纳米颗粒的长期稳定性及分散均匀性欠佳等,这些问题严重制约了其工业化应用。基于上述研究背景,本文绕开传统纳米复合技术路线,通过水解缩聚法构筑了具有富纳米孔结构的新型硅基电介质材料,并对其多性能参数与构效关联机制开展了系统的试验研究和理论分析。论文的主要研究工作和成果如下:（1）采用水解缩聚法及常压干燥法制备了陶瓷纤维增强硅基富纳米孔绝缘纸。通过人工诱导正硅酸乙酯前驱体反应物的水解缩合反应,原位聚合生成具有富纳米孔结构的陶瓷纤维增强硅基绝缘纸。通过改变前驱体反应物浓度调控介质的孔结构特征;对所制得的样品进行了基本物性、微观特性、热学特性的分析与表征。研究发现采用配比正硅酸乙酯:水=1:3（mol）制备得到的复合介质孔结构均匀,平均孔径为14 nm。通过构筑富纳米孔结构可大幅提升材料的热稳定性,且疏水性能显著增强,其疏水角达到141°。（2）试验研究了陶瓷纤维增强硅基富纳米孔绝缘纸的电气性能。通过调控前驱体反应物浓度配比制备了具有不同孔结构特征的陶瓷纤维增强硅基富纳米孔绝缘纸,试验研究了孔结构特征对其交、直流击穿特性与介电特性的影响规律。研究结果表明,通过构筑富纳米孔结构可大幅提升材料的击穿场强,随着孔径的减小,击穿场强逐渐增大。相对于未浸油的干燥试品,浸渍绝缘油后陶瓷纤维增强硅基富纳米孔绝缘纸的击穿场强提升幅度更大,可达120.5%（直流电压下）和90.4%（工频电压下）;通过构筑富纳米孔结构可一定程度上降低材料的相对介电常数、介质损耗与体积电导率。在50 Hz测量频率下,相比于普通陶瓷纤维绝缘纸,陶瓷纤维增强硅基富纳米孔绝缘纸的相对介电常数下降12.4%,介质损耗正切值下降39.2%,体积电导率下降52.5%。（3）基于富纳米孔结构的尺度效应与空间电荷输运特性揭示了富纳米孔硅基绝缘纸电气性能提升的微观机制。计算分析了富纳米结构对电子平均自由程、空间分子数与电子崩头部尺寸等参数的影响,认为富纳米孔结构的尺度效应将阻碍纳米孔内介质击穿过程中电子崩的发展,通过抑制起始电离提升介质本征击穿强度。通过电声脉冲法获得了陶瓷纤维增强硅基富纳米孔绝缘纸内空间电荷积聚、消散的演变规律,分析认为富纳米孔结构有利于提高电子的注入势垒,抑制空间电荷的注入,加速空间电荷的消散,从而减弱局部电场的畸变,进而提升介质的击穿强度。通过热刺激电流法获得了陶瓷纤维增强硅基富纳米孔绝缘纸内的陷阱能级与分布特性,研究发现富纳米孔结构可减小介质内陷阱能级与密度,结合电声脉冲法测试结果推断,构筑富纳米孔结构可提升介质内电荷注入势垒,阻碍电荷注入,削弱介质内局部电场畸变,进而提升介质的电气性能。