Diseño, desarrollo e implementación de un portamuestras para medidas de espectroscopía de impedancia a temperatura ambiente

SERGIO CURCIO; LUIS D. JUNCIEL; GUSTAVO ECHEVERRÍA

Bahía Blanca

Congreso; 108º Reunión de Asociación de Física Argentina; 2023

Universidad Nacional del Sur

DISEÑO, DESARROLLO EIMPLEMENTACIÓN DE UN PORTAMUESTRAS PARAMEDIDAS DE ESPECTROSCOPÍA DE IMPEDANCIAA TEMPERATURA AMBIENTESergio Curcio 1, Luis D.Junciel 1.,2, Gustavo A. Echeverría 1,2 1IFLP(CCT-La Plata.) Dep. Física. Fac. Ciencias Exactas, UNLP. 115 y 49, (1900) LaPlata. Argentina.2Fac. de Ingeniería, UNLP. La Plata. 1 y 47,(1900) La Plata, ArgentinaLas técnicas de espectroscopía de impedancia resultan de gran utilidaden la caracterización de las propiedades eléctricas de materiales de interés enciencia básica y aplicada en diversos campos, como la electroquímica, cienciade materiales, metalurgia, electrónica, etc.En elInstituto de Física de La Plata contamos con un FRA (Frequency ResponseAnalyzer) Solartron SI-1260 con Interfase dieléctrica Solartron 1296. Actualmenteexiste una preocupación compartida por varios grupos de investigación del IFLP (principalmenteen el área de materia condensada y física de materiales) en la obtención deresultados de impedancia en función de la frecuencia confiables yreproducibles. Sin embargo, cuando se realizó la compra del equipo, por razonespresupuestarias, no pudo adquirirse el portamuestras comercial para temperaturaambiente Solartron 12962A. Este portamuestras fue diseñado para realizarmedidas de impedancia con precisión en materiales sólidos. Cuando el material a estudiar esun polvo cristalino es necesario fabricar un comprimido y depositar materialesconductores (Au, Ag, etc.) en ambas caras para optimizar el contacto eléctrico conel portamuestras. Elportamuestras consiste en dos electrodos paralelos, uno de los cuales está enuna posición fija mientras que el otro puede desplazarse, por medio de untornillo micrométrico digital, para establecer el contacto con la muestra aestudiar [1][2]. Este montaje presenta el inconvenientede que la deposición de los materiales conductores en las caras de la pastillapuede alterar la respuesta eléctrica del sistema, especialmente en aquellosmateriales porosos como las hidroxiapatitas puras y dopadas con distintosmetales, de interés para nuestro laboratorio.Por lo queen este trabajo se propone el diseño, desarrollo e implementación de unportamuestras para materiales en polvo que permita realizar medidas precisas yexactas comparables al portamuestras Solartron 12962A.La principalventaja de este nuevo diseño consiste en que no es necesario un comprimido dadoque el material en polvo se carga directamente en el portamuestras y se comprime con electrodos roscados. La no utilizaciónde depósitos conductores evita posibles contaminaciones en la muestra. Finalmente,el costo de fabricación del nuevo portamuestras es varios órdenes de magnitudinferior al comercial.   Referencias:[1] Impedance Spectroscopy; Theory, Experiment,and Applications, 2nd ed. , E. Barsoukov, J.R. Macdonald, eds., WileyInterscience Publications, 2005.[2] Identification of Electrochemical Processesby Frequency Response Analysis, C. Gabrielle, Solartron Instrumentation Group1980.