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金属化膜电容器（Metallized Film Capacitor，MFC）是脉冲功率系统中关键储能器件，其应用性能直接影响到脉冲功率系统的输出技术参数。本文的研究对象是以双向拉伸聚丙烯（Biaxially Oriented Polypropylene，BOPP）作为介质的MFC，针对其应用性能中关键的两个方面——工作寿命和电压保持性能进行了研究，并通过试验和理论分析研究了自愈特性、电导特性、松弛极化特性对MFC应用性能的影响。首先，介绍了MFC应用性能试验研究。探讨了MFC工作寿命随工作场强幅值和反峰系数的衰减规律，以及MFC电压在各种工作条件下（包括不同工作场强、工作温度、充电速率和电压保持时间）的损失规律和特征。试验结果表明，MFC工作寿命与工作场强有较大相关性。MFC工作寿命随电场幅值增加而衰减，衰减函数为L/L0=(E/E0)-7.32；MFC工作寿命与反峰系数的关系满足函数式L/L0=(lnβ0/lnβ)-0.7。MFC电压损失的一般规律是在断开充电电源瞬间，电压降落较快，然后下降趋势趋于平缓。当工作场强和工作温度升高，则在相同时间内MFC电压下降加快；当充电速率越慢，电压保持时间越长，则在相同时间内MFC电压损失下降减慢。初步分析认为MFC应用过程中工作寿命衰减、电压损失等现象与自愈特性、电导特性以及松弛极化特性相关。其次，研究了高场强下MFC自愈特性。通过对高方阻（Rsq>30Ω/□）结构金属化膜进行了自愈模拟试验。试验结果表明，金属化膜单次自愈能量与电极方阻的二次方呈反比关系；单次自愈清除的电极面积与自愈能量呈正比关系；自愈能量与BOPP膜击穿电压的二次方呈正比关系；自愈能量随层间压强增大而减小。通过自愈能量与BOPP膜击穿电压的关系，建立自愈损耗-工作场强-工作寿命的关联性，推算出MFC工作寿命与工作场强的关系满足L/L0=(E/E0)-m，与试验结果相符。通过自愈能量与层间气隙的关系，提出通过外包膜加强、热定型优化、真空端封和浸渍优化等技术有效抑制外层气隙对MFC自愈的影响，优化自愈性能，使MFC工作寿命分别提高至1.6倍、1.2倍、1.6倍和4.5倍。通过自愈清除电极面积与自愈能量的线性关系，建立了自愈特征参数-电压损失的关联函数，用于计算因自愈损耗能量所导致的MFC电压损失。然后，研究了高场强下MFC电导特性。在Poole-Frenkel效应的基础上推导了高场强下BOPP膜电导率与场强、温度的函数关系，然后测试了高场强下BOPP膜电导率。试验结果表明，BOPP膜电导与场强、温度和结晶度相关。当场强低于10V/μm，BOPP膜电导基本保持不变。当场强在10V/μm~100V/μm时，BOPP膜电导率随场强升高而逐渐增大。当场强高于100V/μm时，BOPP膜电导率随场强增大速率明显加快。当场强达到400V/μm时，BOPP膜电导率已接近10-15S/m量级。温度对BOPP膜电导率的影响主要体现在增加初始载流子浓度，即是增加初始电导率。在高场强下（250V/μm~450V/μm），BOPP膜结晶度越高，电导率越低。当结晶度由46%减小至39%，则电导率增大至2~3倍。在试验及理论研究基础上，推导出了电导率与电压损失的关联函数，用于计算因电导损耗所导致的MFC电压损失。最后，研究了高场强下MFC松弛极化特性。通过理论分析建立了MFC松弛极化电路模型，然后对高场强下MFC进行了松弛极化电荷量测试。试验结果表明，高场强下MFC松弛极化时间较长，达到几百甚至几千秒；松弛极化的强度与场强相关，场强越高，BOPP膜内部松弛极化强度越高；400V/μm场强下，当MFC极化过程接近稳态，松弛极化电荷与快极化电荷比值ΔQa/Qh≈13.5%。在试验研究及理论分析的基础上，分析了松弛极化对MFC应用性能的影响主要包括引起介质损耗、造成BOPP膜老化击穿、造成MFC电压损失三方面，可以解释反峰系数对MFC工作寿命的影响以及电压损失与充电速率、充电保持时间的关系。基于试验结果拟合得出MFC松弛极化电路参数，计算出因松弛极化损耗导致的MFC电压损失。研究结果表明，在MFC断开充电电源瞬间，由于松弛极化作用电压损失较快；当充电速率减小、充电保持时间延长时，松弛极化造成的MFC电压损失降低，此时MFC电压损失主要由介质泄漏决定。