近二十余年来聚合物纳米复合材料取得了长足进步，一批性能卓越的聚合物纳米复合材料已得到工业应用。在纳米复合电介质材料方面，现已证实只要纳米粒子分散得当，在聚合物中引入适当的纳米粒子可以有效抑制空间电荷注入、一定程度提高短时击穿强度、几十甚至几百倍地提高电寿命。但目前关于纳米粒子增强介电性能的本质尚未形成公认的理论体系，实验研究和数据积累还不够充分。击穿性能是电绝缘材料最基本的性能要求，环氧（EP）是广泛应用于电气绝缘系统的一类热固性树脂，研究环氧纳米复合物中的自由体积、界面缺陷及其与电击穿性能的关联性具有一定的代表性，对认识纳米粒子增强聚合物介电性能的本质具有重要理论和应用参考价值。　　本文采用正电子寿命谱（PALS）技术探测了EP/SiO2纳米复合物中的自由体积和界面缺陷，探讨了正电子湮没寿命谱的解谱方法、解谱程序对解谱结果的影响，初步探讨了采用PALS技术表征聚合物纳米复合材料中自由体积、界面缺陷的方法；结合EP/SiO2纳米复合物电击穿性能的实验研究，探讨了自由体积、界面缺陷与短时击穿强度、电树枝击穿寿命的关联性。通过课题研究，得到以下结论：　　⑴采用连续谱解谱程序解谱，得到的EP/SiO2纳米复合物正电子湮没寿命谱中含有四种寿命成分，按照近代物理学关于正电子湮没的理论模型，这四种寿命成分按短长次序应分别对应单态正电子素p-Ps和正电子的自由态湮没、正电子的捕获态湮没、三态正电子素（o-Ps）在自由体积空洞中的湮没、o-Ps在界面气隙中的湮没。而纯 EP只有前三种，表明采用PALS技术可以识别聚合物纳米复合材料中的自由体积空洞和界面缺陷。　　⑵按照S.J.Tao提出的无限深球势阱模型估算，纯EP自由体积的等效半径约为0.27nm，EP/SiO2纳米复合物自由体积的等效半径为0.15～0.18nm；纯EP的相对自由体积分数约为1.43％；粉体含量在5.5～25.9%范围内时EP/SiO2纳米复合物的相对自由体积分数在0.18～0.31%范围内波动。　　⑶ EP/SiO2纳米复合物界面气隙的等效半径约为0.3nm，尺度与SiO2含量基本无关。　　⑷纳米 SiO2粉体含量不超过10.1%时，界面气隙的相对体积分数基本保持在为1.25%附近；纳米SiO2含量超过15%之后，随粉体含量增大界面气隙相对体积分数增大。　　⑸随粉体含量增大，自由体积空洞和界面气隙相对体积分数的总和增大，EP/SiO2纳米复合物的短时击穿强度呈单调下降趋势。　　⑹随纳米粉体含量增大，EP/SiO2纳米复合物的电树枝击穿寿命呈先上升后下降的趋势，SiO2含量在10.1%时纳米复合物的电寿命达到最大值，几乎为纯EP的344倍，然而随纳米粉体含量继续增大，纳米复合物的自由体积、界面气隙并不呈相对应的增大趋势，其电寿命是否与自由体积、界面气隙直接关联，有待进一步研究。