通过将聚合物（聚烯烃、橡胶、环氧树脂等）与某些功能无机填料（如碳化硅、氧化锌、钛酸钡、石墨、碳纳米管等）复合可制得非线性绝缘材料。由于非线性绝缘材料的电导率或（和）相对介电常数随外施电场强度的改变而变化，因而它具有在不均匀电场中自行均化电场分布的能力，能有效抑制空间电荷的产生和电树的生长，可在绝缘结构不发生明显变化的情况下显著提高绝缘性能。本文实验研究了碳化硅的种类、掺量、晶型及粒径对碳化硅/低密度聚乙烯、碳化硅/硅橡胶复合材料的直流伏安特性的影响，以及氧化锌/低密度聚乙烯、石墨/低密度聚乙烯、碳纳米管/低密度聚乙烯复合材料的电导非线性特性，对各材料电导非线性特性的产生机理进行了分析，并探讨了通过添加少量碳黑来调控无机填料/聚合物非线性复合材料电导特性的可能性。 聚合物基复合材料的性能与其结构形态，包括聚合物分子的空间网络结构、排列方式，聚合物的结晶状况，功能填充相的分布状态以及基体与功能填充相之间的界面状态等存在密切的关系。聚合物作为一种软物质，其典型特性是易于对外场（包括温度场、应力场、超声波场、高能辐射场、电场、磁场等）的刺激做出响应。本文研究了在聚合物基非线性复合材料的热压成型（或硫化）过程中施加不同类型的直流电场（均匀电场和非均匀电场），以及采取不同的施加预电应力方式（试样在模板中成型后马上对其施加电场和待试样在模板中成型后停留一定时间再对其施加电场）对其结构及介电性能的影响。 磁现象是物质最基本的现象之一，任何物质都具有或弱或强的磁性，任何空间都存在或低或高的磁场，任何物质都可能对外磁场的作用产生不同程度的响应。本文还研究了在聚乙烯（低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯）、碳化硅/低密度聚乙烯、碳化硅/硅橡胶、氧化锌/低密度聚乙烯、钛酸钡/低密度聚乙烯、石磨/低密度聚乙烯、碳纳米管/氐密度聚乙烯的热压成型（或交联、硫化）过程中施加稳恒强磁场对各材料微观结构及性能的影响，以及磁场处理对聚乙烯和硅橡胶交联（硫化）反应过程的影响，并在实验研究基础上分析了磁场对聚合物及聚合物基复合材料的作用机理。