Diseño e implementación de un sistema automático de caracterización dieléctrica de materiales cerámicos para el laboratorio de electrocerámica del departamento de Física – EPN

Valladares Portilla, Sara Emilia

2018-09-24

Valladares Portilla, S. E. (2018). Diseño e implementación de un sistema automático de caracterización dieléctrica de materiales cerámicos para el laboratorio de electrocerámica del departamento de Física – EPN. 202 hojas. Quito : EPN.
T-IE/4756/CD 9156

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In the present project, an automatic dielectric characterization system is implemented with the equipment available in the Electroceramic Laboratory of the EPN, to perform the dielectric characterization of electroceramic materials through complex impedance spectroscopy (EIC). The dielectric characterization of electroceramic materials allows to determine the value of the dielectric constant and the value of the complex impedance for a wide range of temperature and for different frequencies of the applied field. The measurement is made at a certain temperature interval while the sample is heated slowly in a furnace at a constant heating rate and at the same time an electric field is applied at different frequency values. To heat the sample, an electric furnace controlled by the PI controller implemented with the EUROTHERM temperature controller is used. The test reports are automatically generated by the user interface of the automatic dielectric characterization system. From the peak of the graph Er '(real part of the dielectric constant) vs Temperature, the phase transition temperature from the ferroelectric to the paraelectric state of the samples analyzed is determined.

Tasiguano Pozo, Cristian Andrés, director

En el presente proyecto se implementa un sistema automático de caracterización dieléctrica con los equipos disponibles en el Laboratorio de Electrocerámica de la EPN, para realizar la caracterización dieléctrica de materiales electrocerámicos a través de la espectroscopia de impedancia compleja (EIC). La caracterización dieléctrica de materiales electrocerámicos permite determinar el valor de la constante dieléctrica y el valor de la impedancia compleja para un amplio rango de temperatura y para distintas frecuencias del campo aplicado. La toma de medidas se realiza cada cierto intervalo de temperatura mientras la muestra se calienta lentamente en un horno a una tasa de calentamiento constante y al mismo tiempo se aplica un campo eléctrico a diferentes valores de frecuencia. Para calentar la muestra se emplea un horno eléctrico controlado por el controlador PI implementado con el controlador de temperatura EUROTHERM. Los reportes de los ensayos son generados automáticamente por la interfaz de usuario del sistema automático de caracterización dieléctrica. A partir del pico de la gráfica Er’ (parte real de la constante dieléctrica) vs Temperatura se determina la temperatura de transición de fase, del estado ferroeléctrico al paraeléctrico de las muestras analizadas.

CONTROL INDUSTRIAL; INSTRUMENTACIÓN INDUSTRIAL; ESPECTROSCOPIA;