對電子領域有了解的朋友，對聚酰亞胺（Polyimide，PI）薄膜肯定不陌生。聚酰亞胺是一類常見的具有酰亞胺重復單元的聚合物特種工程材料，具有適用溫度廣、耐化學腐蝕、高強度、高絕緣性能（103赫茲下介電常數4.0，介電損耗僅0.004~0.007，屬F至H級絕緣）等優點，它作為一種優秀的工業電氣屏蔽材料在1961年時被杜邦公司首次推出。
發展到今天，聚酰亞胺已被廣泛應用在航空、航天、微電子、納米、液晶、分離膜、激光等領域。因其在性能和合成方面的突出特點，不論是作為結構材料或是作為功能性材料，其巨大的應用前景已經得到充分的認識，被稱為是“解決問題的能手”（problemsolver），并認為“沒有聚酰亞胺就不會有今天的微電子技術”。
一種可對應5G高速、高頻的超耐熱聚酰亞胺薄膜
（來源：日本Kaneka）
由于聚酰亞胺是最好的屏蔽有機物之一，因此經常被用于高頻電力變壓器（HFPT）匝間絕緣。
不過，HFPT內部的高頻正弦波會加重器件內部磁芯表皮的沖擊和接近效應，導致相當大的介電降解和熱增益。同時，由于界面上的熱失控通量密度大大低于相同間隙的氣隙崩潰幅值，在HFPT尖端失效處更容易發展蠕變放電，最終導致絕緣系統失效。因此為了延長聚酰亞胺的使用壽命，研究其高頻蠕變放電并改善相關缺陷具有重要意義。
近日，就有一篇相關論文發表在《聚合物》雜志上，研究人員將不同摻雜的納米SiO2引入到聚酰亞胺中進行納米復合改性。對優良電壓應力放電壽命的測量結果表明，摻雜10%SiO2的聚酰亞胺具有最長的使用壽命。
二氧化硅粉體
據悉，聚酰亞胺中納米纖維的重構可顯著提高其電暈阻抗、熱阻等性能，而在摻雜二氧化硅后，這些含硅顆粒的雜質更是可以增強其抗氧化、絕緣等性。
研究發現，入射光對材料的放電行為有顯著影響。納米復合材料在近紫外和可見光區域的高吸附頻率隨著納米復合材料的加入而向高頻方向移動，導致了紅移。這說明SiO2加入后，SiO2更能吸收可見光，容易形成粒子間傳導電子交聯，促進聚酰亞胺載流子復合物的形成，改善材料的靜電相互作用，增強復合膜的壓縮性和發射靈敏度。
實驗中，科研人員把10%的SiO2分子和聚酰亞胺混合，在材料的形貌上顯示分布了更明亮的納米顆粒。40分鐘后，Si10粒子形成多角形的、明亮的無機相，該無機相對粒子的分散和降低粒子能量起著重要作用。結果表明，與標準聚酰亞胺相比，納米SiO2的加入對界面的影響和所顯示的無機相整體上降低了放電強度和放電時間。
相對介電常數的變化
總而言之，隨著SiO2粒子的摻雜，聚酰亞胺薄膜的介電值逐漸降低，其中復合材料的結構特征、光吸收質量和陷阱色散都起著重要作用。
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