サンドイッチ構造を備えた全無機パリレン/ポリイミド/パリレン複合膜の誘電性パフォーマンスを大幅に改善しました

誘電性パフォーマンスが向上した新しいポリマー誘電体の開発は、現代の電子機器と電気システムにおけるフィルムコンデンサの適用にとって大きな課題です。ここでは、ポリ（クロロ - パラ - キシリレン）（パリレンc）を使用して、すべての有機サンドイッチ構造パリレン/ポリイミド/パリレン（Py/Pi/Py）複合膜を調製するために、化学蒸気沈着重合技術の革新的なアプローチが提案されています（Py/Pi/Py）内層としての外層とポリイミド（PI）。Py/Pi/Py複合材料は、優れた熱抵抗と優れた機械的特性を示します。さらに、誘電体応答の強化と故障強度の改善を促進する厚さ効果に寄与する界面効果のおかげで、Py/Pi/Py複合材料の誘電性性能が大幅に向上しています。したがって、4.52-5.09の誘電率、0.21-1.01％の散逸係数、および307-460 MV M-1の分解強度が達成されます。その上、Py/Pi/Py Composite誘電体でも顕著なエネルギー貯蔵パフォーマンスが得られます。その結果、サンドイッチ構造を備えたすべての有機多層ポリマー複合フィルムの準備における化学蒸気沈着重合法のこの新しい応用は、過酷な条件でのフィルムコンデンサアプリケーションの有望な可能性を示しています。

The development of novel polymer dielectrics with enhanced dielectric performance is a great challenge for application of film capacitors in modern electronics and electrical systems. Herein, an innovative approach of chemical vapor deposition polymerization technology is proposed to prepare the all-organic sandwich structured parylene/polyimide/parylene (Py/PI/Py) composite films by employing poly(chloro-para-xylylene) (parylene C) as the outer layers and polyimide (PI) as the inner layer. The Py/PI/Py composites exhibit superior thermal resistance and outstanding mechanical properties. Moreover, thanks to the interfacial effect which contributes to reinforcing the dielectric response and the thickness effect which facilitates improving the breakdown strength, the dielectric performance of Py/PI/Py composites has been enhanced significantly. Accordingly, dielectric constant of 4.52-5.09, dissipation factor of 0.21-1.01%, and breakdown strength of 307-460 MV m-1 are achieved. Besides, notable energy storage performance is also obtained in Py/PI/Py composite dielectrics. Consequently, this novel application of chemical vapor deposition polymerization method in preparing all-organic multilayered polymer composite films with sandwich structure shows promising potential in film capacitor applications in harsh conditions.