What is Zerodur Glass-Ceramic?

Zerodur Glass Ceramic has excellent optical properties, a uniform internal structure, and strong tolerance to chemical substances. Its performance is comparable to Corning’s ule glass. making it ideal for precision optical and mechanical applications, such as telescopes and metrology equipment.

What are the main Applications of Zerodur?

Zerodur is commonly used in high-precision instruments, including telescopes, mirrors for scientific devices, laser optics, and semiconductor equipment, due to its exceptional dimensional stability and thermal properties.

How does Zerodur Glass-Ceramic differ from traditional ceramics?

Zerodur has a unique composition and structure that offers near-zero thermal expansion, unlike traditional ceramics that often experience significant dimensional changes with temperature fluctuations. This makes Zerodur ideal for applications requiring high stability.

Is Zerodur Glass-Ceramic resistant to thermal shock?

Yes, Zerodur has excellent resistance to thermal shock, which makes it suitable for high-temperature environments where rapid temperature changes may occur, without risking damage or distortion.

What industries use Zerodur Glass-Ceramic?

Zerodur is widely used in industries such as aerospace, optics, astronomy, and precision metrology, where high stability and thermal resistance are critical for the performance of equipment and instruments.

Can Zerodur be easily machined or processed?

Zerodur can be machined with high precision, but it requires specialized tools and techniques due to its hardness and brittleness. It is often processed using diamond cutting or grinding tools to achieve the desired shape and surface finish.

How Does Zerodur Compare to Other Glass Materials?

1. Zerodur vs. ULE Glass (Ultra-Low Expansion Glass) Both Zerodur and ULE glass are ultra-low expansion materials, but they differ in composition and performance. Material Type: Zerodur is a glass-ceramic , while ULE is a fused silica-based glass . CTE Stability: Zerodur offers a thermal expansion coefficient of approximately 0 ± 0.02 × 10⁻⁶/K , slightly better than ULE’s 0.03 × 10⁻⁶/K . Homogeneity: ULE provides excellent optical homogeneity, making it suitable for optical lenses and mirrors . Zerodur, meanwhile, excels in mechanical and dimensional stability , perfect for precision mirror substrates and metrology systems . Machining: Zerodur can be polished and machined to sub-micron precision with very low internal stress. 👉 In short: choose Zerodur for mechanical and thermal stability, and ULE for optical transmission and homogeneity. 2. Clearceram vs. Zerodur Clearceram (by Ohara, Japan) and Zerodur (by SCHOTT, Germany) are both premium glass-ceramics with near-zero thermal expansion. CTE Performance: Both offer similar CTE control (~0 ± 0.02 × 10⁻⁶/K), though Clearceram-Z HS is slightly more homogeneous in large blanks. Optical Properties: Clearceram provides excellent transparency and is often used for optical metrology and laser systems . Zerodur, with its proven long-term dimensional stability, is widely used in astronomical mirrors and semiconductor equipment . Availability: SCHOTT has extensive experience and global supply for large Zerodur blanks, while Clearceram is more common in Japan and high-end optical systems. 👉 Both materials perform at a world-class level; Zerodur is often preferred for large-scale precision optics. 3. Ohara Microcrystalline Glass vs. SCHOTT Zerodur Japanese Ohara microcrystalline glass and German SCHOTT Zerodur belong to the same family of ultra-stable glass-ceramics. Material Origin: Ohara produces Clearceram and related microcrystalline materials; SCHOTT manufactures Zerodur. Performance: Both show outstanding stability, polishability, and resistance to temperature-induced deformation. Application Difference: Ohara materials are often chosen for small, high-precision optical instruments , while SCHOTT Zerodur dominates in large telescope mirrors, lithography stages, and aerospace optics . 👉 Both brands represent the top level of glass-ceramic technology—SCHOTT Zerodur is favored for large, structural precision components, while Ohara excels in compact optical applications.

Zerodur

Wärmeausdehnungskoeffizient von nur 0 ± 0,007 × 10^-6/K

Die Glaskeramik Zerodur hat einen extrem niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten, der es ihr ermöglicht, auch bei Temperaturschwankungen eine ausgezeichnete Formstabilität zu bewahren, wobei sich die mechanischen und thermischen Eigenschaften nur minimal ändern, Geeignet für die Leichtbearbeitunghäufig in hochpräzisen Anwendungen eingesetzt

Vorteile

Unterstützt hochpräzise Bearbeitung.
Äußerst stabil gegenüber Temperaturschwankungen.
Hohe Materialhomogenität, Reinheit und strukturelle Einheitlichkeit für gleichbleibende Leistung.
Minimale Verformung unter Last.
Außergewöhnliche Beständigkeit gegen Chemikalien, einschließlich Säuren und Basen.
Hervorragende Vakuumverträglichkeit.
Transparent über einen breiten Wellenlängenbereich.
Äußerst niedriger Wärmeausdehnungskoeffizient: 0 ± 0,007 × 10-⁶/K.
Verträgt hohe Betriebstemperaturen.

Anwendungen

Laser-Gyroskopspiegel, Halterungen und Komponenten
Synchrotron-Röntgenstrahlenspiegel
Interferometer, optische Tische und Längenmesssysteme
Optische Komponenten des Spektrometers
Laserinterferometer und planare Wellenfrontsensoren
Gravitationswellendetektoren
Optische Komponenten für Satelliten und astronomische Teleskope (z. B. Hubble-Hauptspiegel)
Ultrapräzisionsoptiken und große Teleskopspiegelsubstrate
Substrate für Röntgenteleskope
Ringlaser-Gyroskop-Anwendungen
Optische Elemente für Raumsonden (z. B. Kometensonden)
Flache Optiken und optische Flächen
Laseroptiken mit geringer Ausdehnung für die Raumfahrttechnik
Glasstandards für hochpräzise optische Messungen
Mechanische Laserresonatorteile
Faseroptische Komponenten und Halterungen
Leichte Satellitenspiegelhalterungen aus Wabenstruktur
Halbleiterlithographieteile
Wafer-Stepper-Komponenten

Zerodur Eigenschaften

Mechanische Eigenschaften

Physikalische Eigenschaften	ZERODUR®	ZERODUR® K20
Dichte ρ [g/cm³]	2.53	2.53
Poissonsche Zahl	0.24	0.25
CTE 25°C - 600°C	112 × 10-⁷/°C	62 × 10-⁷/°F
Knoop-Härte HK 0,1/20 (ISO9385)	620	620
Brechungsindex nd	1.5424	--
Abbe-Zahl vd	56.1	--
Wärmeleitfähigkeit λ bei 20°C [W/(m-K)]	1.46	1.63
Temperaturleitfähigkeitsindex bei 20°C [10-⁶ m²/s]	0.72	--
Wärmekapazität cp bei 20°C [J/(g-K)]	0.8	0.9
Elastizitätsmodul E bei 20°C [GPa] (Mittelwert)	90.3	84.7
Innerer Transmissionsgrad Ti bei 580 nm / 5 mm Dicke	0.95	--
Innerer Transmissionsgrad Ti bei 580 nm / 10 mm Dicke	0.9	--
Optischer Spannungskoeffizient K bei λ = 589,3 nm [10-⁶ MPa-¹]	3	--
Elektrischer Widerstand bei 20°C [Ω-cm]	2.6 × 10¹³	--
Tk100 [°C], Temperatur für ρ = 10⁸ [Ω-cm]	178	--

Chemische Eigenschaften

Chemische Eigenschaften	ZERODUR®.	ZERODUR® K20
Fleckenbeständigkeit	Klasse 0	-
Klimaresistenz	Klasse 1	-
Säureresistenzklasse (ISO 8424)	1	-
Alkalibeständigkeitsklasse (ISO 10629)	1	-
Hydrolytische Beständigkeitsklasse (ISO 719)	HGB 1	-
Heliumpermeabilität bei 20°C [Atome/(cm-s-bar)]	1.6 × 10⁶	-
Heliumpermeabilität bei 100°C [Atome/(cm-s-bar)]	5.0 × 10⁷	-
Heliumpermeabilität bei 200°C [Atome/(cm-s-bar)]	7.2 × 10⁸	-

Thermische Ausdehnung

Thermische Ausdehnung	ZERODUR®.
CTE-Bewertungen	CTE (0°C-50°C)*
ZERODUR® Erweiterung Klasse 2	0 ± 0.100 × 10-⁶/K
ZERODUR® Erweiterung Klasse 1	0 ± 0.050 × 10-⁶/K
ZERODUR® Erweiterung Klasse 0	0 ± 0.020 × 10-⁶/K
ZERODUR® Expansionsklasse 0 SPEZIAL	0 ± 0.010 × 10-⁶/K
ZERODUR® Ausdehnung Klasse 0 EXTREME	0 ± 0.007 × 10-⁶/K
ZERODUR® ZUGESCHNITTEN	TAILORED ± 0,020 × 10-⁶/K (+0,010 ~ +0,010 × 10-⁶/K auf Anfrage)

Hinweis: Dieser Wert dient nur als Anhaltspunkt und kann je nach den Chargenbedingungen leicht variieren.

Bearbeitung Zerodur

Präzisionsbauteile aus Zerodur werden in der Regel mit Diamantschleiftechniken bearbeitet, gefolgt von optischem Polieren mit chemisch-mechanischen Methoden, falls erforderlich. Bei der Bearbeitung von Zerodur ist es von entscheidender Bedeutung, geeignete Schneidwerkzeuge auszuwählen, die Schnittgeschwindigkeiten zu kontrollieren und die Hitze sorgfältig zu steuern, um Materialschäden zu vermeiden. Nach der Bearbeitung ist eine gründliche Inspektion erforderlich, um sicherzustellen, dass die Oberflächen der Teile frei von Rissen oder Ausbrüchen sind. In einigen Fällen kann ein Ultrapräzisionspolieren erforderlich sein, um die gewünschten Oberflächen- und Leistungsstandards zu erreichen.

Jundro Keramiken nutzt jahrelanges Know-how in der Präzisionsbearbeitung zur Herstellung von hochwertige Zerodur-Komponenten die die Kundenspezifikationen durchweg erfüllen oder übertreffen und sowohl die alltägliche Funktionalität als auch spezielle Leistungen gewährleisten. Wenn Sie eine Zerodur-Präzisionsbearbeitung benötigen, steht unser Expertenteam bereit, Sie mit maßgeschneiderten Lösungen zu unterstützen. Kontakt heute für Ihren Bearbeitungsbedarf.

Zerodur 5-Achsen-Bearbeitung

Unser Video zeigt den Prozess der CNC-Bearbeitung von Zerodur-Prototypen

Häufig gestellte Fragen

Was ist Zerodur Glas-Keramik?

Zerodur Glaskeramik hat hervorragende optische Eigenschaften, eine einheitliche innere Struktur und eine hohe Toleranz gegenüber chemischen Substanzen. Seine Leistung ist mit der von Cornings Ule-Glas vergleichbar und macht es ideal für optische und mechanische Präzisionsanwendungen, wie Teleskope und Messgeräte.

Was sind die wichtigsten Anwendungen von Zerodur?

Zerodur wird aufgrund seiner außergewöhnlichen Dimensionsstabilität und thermischen Eigenschaften häufig in Hochpräzisionsinstrumenten wie Teleskopen, Spiegeln für wissenschaftliche Geräte, Laseroptiken und Halbleiterausrüstungen verwendet.

Wie unterscheidet sich Zerodur Glaskeramik von herkömmlicher Keramik?

Zerodur hat eine einzigartige Zusammensetzung und Struktur, die eine Wärmeausdehnung von nahezu Null ermöglicht, im Gegensatz zu herkömmlichen Keramiken, die bei Temperaturschwankungen oft erhebliche Dimensionsänderungen erfahren. Dies macht Zerodur ideal für Anwendungen, die eine hohe Stabilität erfordern.

Ist Zerodur Glas-Keramik resistent gegen Temperaturschocks?

Ja, Zerodur verfügt über eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit und eignet sich daher für Umgebungen mit hohen Temperaturen, in denen schnelle Temperaturschwankungen auftreten können, ohne dass die Gefahr einer Beschädigung oder Verformung besteht.

In welchen Branchen wird Zerodur Glaskeramik verwendet?

Zerodur wird häufig in Branchen wie der Luft- und Raumfahrt, der Optik, der Astronomie und der Präzisionsmesstechnik eingesetzt, wo hohe Stabilität und Wärmebeständigkeit für die Leistung von Geräten und Instrumenten entscheidend sind.

Kann Zerodur leicht be- oder verarbeitet werden?

Zerodur kann mit hoher Präzision bearbeitet werden, erfordert aber aufgrund seiner Härte und Sprödigkeit spezielle Werkzeuge und Techniken. Es wird häufig mit Diamantschneid- oder Schleifwerkzeugen bearbeitet, um die gewünschte Form und Oberflächengüte zu erzielen.

Wie schneidet Zerodur im Vergleich zu anderen Glasmaterialien ab?

1. Zerodur vs. ULE-Glas (Ultra-Low Expansion Glass)

Sowohl Zerodur- als auch ULE-Glas sind Materialien mit extrem geringer Ausdehnung, unterscheiden sich jedoch in ihrer Zusammensetzung und Leistung.

Materialtyp: Zerodur ist ein Glaskeramik, während ULE eine Glas auf Basis von Quarzglas.
CTE-Stabilität: Zerodur bietet einen Wärmeausdehnungskoeffizienten von etwa 0 ± 0.02 × 10-⁶/Ketwas besser als ULE's 0.03 × 10-⁶/K.
Homogenität: ULE bietet eine hervorragende optische Homogenität und ist daher geeignet für optische Linsen und Spiegel. Zerodur zeichnet sich hingegen aus durch mechanische und dimensionale Stabilität, perfekt für Präzisionsspiegelträger und Metrologiesysteme.
Bearbeitungen: Zerodur kann mit einer Präzision im Submikrometerbereich poliert und bearbeitet werden, wobei die inneren Spannungen sehr gering sind.

👉 Kurz gesagt: Wählen Sie Zerodur für mechanische und thermische Stabilität, und ULE für optische Übertragung und Homogenität.

2. Clearceram vs. Zerodur

Clearceram (von Ohara, Japan) und Zerodur (von SCHOTT, Deutschland) sind beides hochwertige Glaskeramiken mit einer Wärmeausdehnung von nahezu Null.

CTE-Leistung: Beide bieten eine ähnliche WAK-Kontrolle (~0 ± 0,02 × 10-⁶/K), wobei Clearceram-Z HS in großen Rohlingen etwas homogener ist.
Optische Eigenschaften: Clearceram bietet eine ausgezeichnete Transparenz und wird häufig verwendet für optische Messtechnik und Lasersysteme. Zerodur, mit seiner bewährten langfristigen Dimensionsstabilität, ist weit verbreitet in Astronomische Spiegel und Halbleiterausrüstung.
Verfügbarkeit: SCHOTT verfügt über umfangreiche Erfahrungen und ein weltweites Angebot an großen Zerodur-Rohlingen, während Clearceram eher in Japan und bei hochwertigen optischen Systemen verwendet wird.

👉 Beide Werkstoffe erbringen Leistungen auf Weltklasseniveau; Zerodur wird häufig für großformatige Präzisionsoptiken bevorzugt.

3. Ohara Mikrokristallines Glas vs. SCHOTT Zerodur

Das japanische mikrokristalline Ohara-Glas und das deutsche SCHOTT Zerodur gehören zur gleichen Familie der ultrastabilen Glaskeramiken.

Material Herkunft: Ohara produziert Clearceram und verwandte mikrokristalline Materialien; SCHOTT stellt Zerodur her.
Leistung: Beide weisen eine hervorragende Stabilität, Polierbarkeit und Beständigkeit gegen temperaturbedingte Verformung auf.
Anwendungsunterschied: Ohara-Materialien werden häufig gewählt für kleine, hochpräzise optische Instrumentewährend SCHOTT Zerodur dominiert bei Großteleskopspiegel, Lithographietische Bühnen und Optik für die Raumfahrt.

👉 Beide Marken repräsentieren die Spitzenklasse der Glaskeramik-Technologie -CHOTT Zerodur wird für große, strukturelle Präzisionsbauteile bevorzugt, während Ohara sich bei kompakten optischen Anwendungen auszeichnet.