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Líneas de Invesigación

  • Relajación dieléctrica a frecuencias de microondas: Análisis de dominios de dispersión.

    El estudio de la relajación dieléctrica de sistemas polares en estado líquido conduce al conocimiento de los mecanismos que gobiernan las interacciones entre las diferentes especies dipolares en la estructura. A partir de los datos experimentales deducidos a frecuencias fijas de microondas en función de la temperatura, es posible reconstruir el perfil del espectro de dispersión a temperatura constante en un amplio rango de frecuencias, determinando tanto la constante dieléctrica estática como la de alta frecuencia, así como la distribución de tiempos de relajación.

    El fundamento de este método comparativo frecuencia-temperatura se basa exclusivamente en el comportamiento térmico de la polarización de orientación reducida. Además, el análisis detallado del fenómeno de relajación dieléctrica en función de la temperatura permite determinar la energía de activación del proceso dieléctrico así como las anomalías del tiempo de relajación macroscópico en la región de baja temperatura donde prediminan efectos de sobreenfriamiento. Este estudio facilita el análisis de los mecanismos de polarización a partir de los diferentes procesos de relajación presentes en el espectro de dispersión.

  • Relajación dieléctrica y comportamiento calorimétrico: Caracterización electromagnética de transiciones de fase y de estado.

Esta línea de investigación está dirigida a la caracterización dieléctrica de sistemas polares conteniendo agua, facilita el estudio estructural de transiciones de fase o de estado, teniendo en cuenta la diferente respuesta a la señal electromagnética entre el agua libre y el agua ligada a la estructura cristalina.

En particular el análisis comparado de los procesos de deshidratación mediante este método y los deducidos por otras técnicas complementarias como el análisis térmico diferencial A.T.D. y el análisis termogravimétrico A.T.G., permite determinar cualquier tipo de cambio de fase, o incluso poner de manifiesto la existencia de estados metastables. Además, la diferencia de comportamiento dieléctrico entre el agua libre y el agua ligada posibilita su empleo a determinadas aplicaciones de carácter industrial en determinados medios dieléctricos que presentan humedad.

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La comparación de estos resultados con los deducidos por otros métodos experimentales, permite alcanzar un mayor conocimiento de la estructura del dieléctrico mediante el establecimiento de correlaciones entre las magnitudes que intervienen en el fenómeno de dispersión dieléctrica como parámetros diferenciadores. Todos ellos son imprescindibles para la detección electromagnética de magnitudes no eléctricas como la densidad, la humedad, y la proporción de los posibles dominios de dispersión asociados a los principales constituyentes de una mezcla no homogénea.

  • Caracterización electromagnética de dieléctricos en el dominio del tiempo. Análisis de la relajación dieléctrica.

La caracterización dieléctrica por reflectometría en dominio temporal (T.D.R.) permite el estudio electromagnético de la respuesta de un medio dieléctrico a una señal transitoria. La técnica permite obtener el valor de la permitividad dieléctrica compleja en un amplio rango de frecuencias DC-18 GHz con una única medida experimental, posibilitando el análisis del fenómeno de relajación y de los diferentes dominios de dispersión.

El método de medida consiste en estudiar la reflexión de un escalón de tensión que se propaga a lo largo de una línea coaxial parcialmente rellena de dieléctrico. El coeficiente de reflexión G (t) en la superficie de separación aire-dieléctrico puede determinarse a partir de las señales incidente y reflejada, V + (t) y V - (t). El conocimiento de G (t) permite obtener la permitividad dieléctrica compleja e * ( w ) y otros parámetros de interés para la caracterización de dieléctricos en el dominio de la frecuencia.

El tratamiento de los datos experimentales exige el empleo de métodos de cálculo numérico basados en una deconvolución directa en el dominio del tiempo destinados a obtener el espectro dieléctrico en un intervalo de frecuencias. Un método numérico por Montecarlo, permite filtrar el efecto del ruido de alta frecuencia presente en la medida experimental, debido a los errores aleatorios del sistema T.D.R. Mediante este tipo de medidas experimentales es posible estudiar la respuesta temporal mediante el análisis de función de correlación F (t) de la polarización de orientación que describe su decrecimiento temporal.

El análisis del espectro de dispersión dieléctrica constituye un método de trabajo imprescindible para abordar el comportamiento de mezclas dieléctricas no homogéneas de dos o más componentes, incluso de sistemas polar - no polar gobernados por leyes dieléctricas basadas en relaciones de concentración entre sus componentes, bajo la hipótesis de un medio dieléctrico efectivo de carácter homogéneo.

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El estudio conduce a la modelización del medio efectivo y homogéneo con una especial aplicación al comportamiento de cerámicas destinadas a resonadores dieléctricos, así como a sistemas binarios constituidos por una base de poliester y cargados con titanatos de bario y de calcio, así como de sus mezclas, exigiendo un tratamiento más elaborado basado en una ley de mezclas con tres componentes.

La actividad investigadora de los miembros del grupo comprende también otras líneas encuadradas en los siguientes grupos:

Grupo de Fibras y Guías Ópticas Activas

 

 

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