聚合物基工程电介质材料一直是电气工程领的研究热点,二维纳米材料也因其卓越的理化性质备受关注。本文将二维碳化钛纳米片(TiC)掺杂到聚酰亚胺(PI)与聚偏氟乙烯(PVDF)两种基体中,制备不同质量分数的聚合物基复合薄膜,通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、X射线小角散射(SAXS)等手段表征两种复合薄膜的微观结构,探究二维TiC纳米片在聚合物基体中的分散情况、以及其对聚合物基体微观形貌、结晶特性、界面结构的影响;通过进行力学性能测试,来研究二维TiC纳米片对复合薄膜机械性能的影响;通过宽频介电谱、直流击穿、耐电晕老化等测试,研究二维TiC纳米片对复合薄膜的介电常数、介质损耗、交流电导率、直流击穿场强、耐电晕老化寿命等电气性能影响;同时利用铁电性能测试仪测试复合薄膜的D-E曲线,计算两种复合薄膜的储能参量;进而探索二维TiC纳米片对聚合物基复合薄膜微观结构及宏观电气性能的影响规律。实验结果表明,具有导电性的二维TiC片在聚合物基体中分布均匀,低组分的掺杂对聚合物基复合材料的机械性能、电气性能都有提高,高组分掺杂则起劣化作用。对于PI/TiC复合薄膜体系,当组分小于3wt%时TiC纳米片分散相对均匀,有机相与无机相间的作用较强,当掺杂组分为0.5wt%时,复合薄膜的机械性能最佳,其击穿场强和耐电晕老化寿命达到最高;而当组分为3wt%时复合薄膜的介电常数最高,且未产生很高的介质损耗;此外线性电介质PI基聚合物中掺杂TiC纳米片能提高其储能密度,当掺杂浓度达到3wt%时,储能密度最佳。对于PVDF/TiC复合薄膜体系,无机TiC纳米片与PVDF相容性好,且分散相对均匀,并且随着TiC纳米片掺杂组分的增加,PVDF/TiC复合薄膜中α相显著减弱,而β相与γ相所对应的结晶峰的衍射强度增加,TiC纳米片有效调控了复合薄膜的结晶特性;当掺杂组分为3wt%时,薄膜的介电常数最高,且未产生很高的介质损耗;此外非线性电介质PVDF基聚合物中掺杂TiC纳米片能提高其储能密度,当掺杂浓度达到3wt%时,储能密度达到最高。