Для улучшения проблем старения и пробоя изоляционных материалов, вызванных неравномерным распределением электрического поля в высоковольтном электрооборудовании, в этом исследовании предложен новый метод повышения нелинейной проводимости композитных материалов из SiC нанонитей/эпоксидной смолы посредством магнитно-индуцированного ориентирования. Сначала магнетитовые наночастицы Fe₃O₄ были нанесены на поверхность нанонитей SiC для придания им магнитной отзывчивости, затем при воздействии внешнего магнитного поля происходило отвердение и формирование, что обеспечивало продольно-упорядоченное расположение нанонитей в эпоксидной матрице. Результаты показывают, что ориентированные композиты, изготовленные данным методом, демонстрируют сверхвысокие нелинейные характеристики проводимости даже при низком объемном содержании, при этом коэффициент нелинейности достигает максимум 30,88 при заполнении 5%, и все ориентированные образцы имеют коэффициент выше 15. Регулируя объемную долю SiC@Fe₃O₄ и загрузку Fe₃O₄, можно эффективно контролировать пороговое напряжение композита. Совместный анализ с помощью XPS и расчетов на основе первых принципов подтвердил, что на интерфейсе SiC и Fe₃O₄ из-за спонтанного переноса электронов формируется встроенное электрическое поле и барьер Шоттки, что является доминирующим фактором в формировании нелинейных свойств проводимости. Результаты тестов теплового стимулированного тока дополнительно раскрывают механизм воздействия загрузки Fe₃O₄ на пороговое напряжение путем введения глубоких ловушечных уровней. Это исследование предоставляет новую стратегию и теоретическую основу для разработки высокоэффективных изоляционных материалов с нелинейной проводимостью.

эпоксидная смола; SiC нанонити; магнитное ориентирование; нелинейная электропроводность; барьер Шоттки