Modelado de la ruptura dieléctrica de materiales poliméricos sometidos a rampas de potencial

Abstract

En los últimos años, para describir este fenómeno de ruptura dieléctrica se desarrollaron diversos modelos estocásticos, en los que la ruptura procede esencialmente al azar. Básicamente entre los más estudiados podemos nombrar al modelo de Agregación Limitada por Difusión (DLA) y al Modelo de Ruptura Dieléctrica (DBM). Ambos son capaces de describir la formación de árboles dieléctricos con características fractales, pero no pueden reproducir la dinámica del proceso de ruptura. Además no es posible relacionar los parámetros de los modelos con las características físicas del material, ni tener en cuenta la transferencia de energía que produce daño en el material. Una comprensión verdadera del proceso de ruptura, supone la capacidad de predecir las estructuras de ruptura a partir del conocimiento detallado de las características del material. Los materiales poliméricos presentan distintas fases que poseen diferentes características dieléctricas. Estas fases determinan la distribución del campo eléctrico cuando el material es sometido a una diferencia de voltaje elevada. En el presente trabajo presentamos un modelo capacitivo para la descripción de la ruptura dieléctrica en materiales poliméricos. El modelo contempla explícitamente las características físicas del material, en particular la coexistencia de varias fases con propiedades dieléctricas diferentes. Es además capaz de describir el proceso dinámico de propagación de daño eléctrico. El objetivo de este trabajo es describir la ruptura dieléctrica en sólidos, especialmente en sólidos poliméricos. Se busca comprender cómo se producen las “caprichosas” estructuras de ruptura y en particular se pretendió desarrollar un modelo de ruptura que contemple las características físicas del material.