掺杂SiC颗粒的聚合物材料可以表现出优异的非线性电导特性，并广泛应用于电场梯度材料。然而，由于非线性复合材料中填料含量较高，优异的非线性电导特性以牺牲机械特性为代价。因此，如何在极低SiC填充量下实现非线性电导特性和机械特性的协同优化对实际工程应用而言尤为重要。本文首先利用硅烷偶联剂对SiC进行表面改性，然后在纤维素气凝胶骨架上成功实现自组装，并通过真空辅助浸渍法制备了非线性电导环氧复合材料，实现了其导热性能、机械性能和非线性电导特性的协同提升。研究结果表明：该复合材料在极低SiC填充量下（4.47vol%）表现出优异的非线性电导特性，且不同SiC体积分数下纤维素气凝胶骨架负载的SiC/环氧复合材料可以大大拓宽开关场阈值的范围。在10.58vol%下，该复合材料阈值场强为2.49 kV/mm，非线性系数为4.54。同时，导热特性和动态热机械特性测试表明，由于相互连接的3D结构，新型复合材料储能模量提高约100%，交联密度高达15.9×10-3 mol/cm-3，热导率提升至0.69 W/mK。该方法为具有优异热力学性能的电场梯度复合材料的制备提供了新的思路。