Introduzione

Metodo innovativo per la misura della costante dielettrica statica su materiali, indipendentemente dal loro stato di aggregazione. Il metodo si avvale di un reometro rotazionale commerciale già presente sul mercato, equipaggiato con un generatore di tensione in DC con controreazione in corrente. Il sistema è inoltre dotato di una cella Peltier, consentendo il monitoraggio della variazione della costante dielettrica in funzione della temperatura. Mediante lo stesso sistema è inoltre possibile ricavare le curve di polarizzazione del materiale in misura, anche in questo caso nel range di temperature controllato dal sistema Peltier.

Caratteristiche Tecniche

L’utilizzo di un reometro rotazionale, dotato di due piatti paralleli di forma circolare, tra i quali sia possibile applicare una tensione in DC e misurare la risultante forza attrattiva agente sul piatto superiore, con risoluzione di circa 0,1/0,5 mN (dipendentemente dal modello di reometro utilizzato) consente, una volta noti i parametri geometrici del sistema e la tensione applicata, la valutazione della costante dielettrica relativa di qualsiasi materiale inserito tra i piatti. Mediante lo stesso sistema risulta inoltre valutabile l’eventuale ciclo d’isteresi di polarizzazione, particolarmente utile nel caso dei materiali ferroelettrici. Inoltre, l’utilizzo di una cella Peltier, al di sotto del piatto inferiore, consente la valutazione sia della costante dielettrica che del ciclo di polarizzazione in funzione della temperatura. Il dispositivo permette di ottenere misure estremamente veloci (poche decine di secondi, rispetto a decine di minuti delle tecniche classiche). La tecnica è stata ampiamente validata in misure di laboratorio ed essendo basata su strumentazione già presente sul mercato, è possibile stimare un TRL: 8.

Possibili Applicazioni

• Batterie ad accumulo, condensatori e supercondensatori, memorie RAM ferroelettriche, substrati per l’elettronica;
• Tecnologie per alte tensioni;
• Applicazioni in cui serva la valutazione dell’interazione campo elettrico (anche non necessariamente statico) e materiale;
• Materiali piezoelettrici e refrigerazione mediante effetto elettrocalorico.

Vantaggi

• Valutazione della costante dielettrica sugli stati di aggregazione della materia, solido, liquido e aeriforme con lo stesso setup (in commercio sono generalmente dedicati ad un solo stato di aggregazione);
• Misurazioni a temperatura controllata con il medesimo setup;
• Misura di tipo non distruttivo.