本文针对EAST超导托卡马克装置的需要，通过结构设计和材料设计，在工艺研究和实验研究的基础上研制出了高性能氦气密在极低温下使用的复合材料绝缘子。首先选用两种低温环氧树脂，分析测试了树脂基体和其对应的复合材料在室温及低温下力学性能和物理化学性能，确立了以玻璃纤维为增强材料环氧树脂基复合材料作为复合材料绝缘子的绝缘结构，然后经过力学和电学分析优化了绝缘子绝缘结构。通过深入的工艺实验分析和质量控制批量制备出不同规格的EAST装置使用的复合材料绝缘子，并系统地测试了复合材料绝缘子在室温和低温下的力学性能以及电学性能。进一步研究了低温环氧树脂的性能，初步探讨了低温树脂增韧机理，并利用超支化聚合物对环氧树脂进行了低温增韧。　　 研究结果表明，复合材料绝缘子设计有两种结构，一种是采用灌封工艺，另一种是采用缠绕工艺，缠绕工艺比灌封工艺更加安全可靠，EAST装置中使用的轴向复合材料绝缘子和径向复合材料绝缘子，绝缘结构采用树脂/玻璃带以及树脂/玻璃纤维复合增强结构。通过力学计算和电学计算，设计的复合材料绝缘子能够满足设计要求：液氦温度耐氦气压大于5MPa，氦漏率小于1.3×10-8 mbarl/s，耐电压大于15kV。室温和低温实验也验证了EAST复合材料绝缘子使用的可靠性，能达到设计要求，并能承受液氦到室温的冷热冲击，证实了计算中发现的复合材料绝缘子破坏的关键因素是绝缘结构的热应力。工艺研究还表明复合材料绝缘子研制成功的关键是要解决一些技术难题，包括内衬管密封、局部富胶、温度控制、真空去气、超声波处理等一系列问题，其中影响低温密封和电性能最严重的两个因素是绝缘复合材料结构出现的裂纹和富胶，应避免绝缘结构和金属管线膨胀系数不匹配。研究还发现英国卢瑟福实验室的RAL230树脂适合作为浸溃胶，DWZ系列树脂适合作为低温粘结剂，RAL230树脂体系的断裂功在4.2K时明显比DWZ系列树脂的断裂功低。DWZ树脂体系是经聚醚/聚氨脂型增韧的低温胶粘剂，形成了以环氧基体相为连续相和增韧剂为分散相的两相结构，两相刚柔并济，解决了环氧树脂力学性能对温度的敏感问题。另外，超支化聚合物作为增韧剂解决了DWZ树脂的增韧剂的析山问题，提高了树脂的拉伸强度，为将来低温树脂的改性提供了一条创新的技术途径。