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

Coeficiente de dilatación térmica tan bajo como 0 ± 0,007 × 10^-6/K

La vitrocerámica Zerodur tiene un coeficiente de dilatación térmica ultrabajo, lo que le permite mantener una excelente estabilidad dimensional incluso bajo fluctuaciones de temperatura, con cambios mínimos en las propiedades mecánicas y térmicas, Adecuado para mecanizado ligeroa menudo utilizado en aplicaciones de alta precisión

Ventajas

Admite mecanizado de alta precisión.
Gran estabilidad frente a las fluctuaciones de temperatura.
Alta homogeneidad del material, pureza y uniformidad estructural para un rendimiento constante.
Deformación mínima bajo carga.
Excepcional resistencia a los productos químicos, incluidos ácidos y bases.
Excelente compatibilidad con el vacío.
Transparente en una amplia gama de longitudes de onda.
Coeficiente de dilatación térmica extremadamente bajo: 0 ± 0,007 × 10-⁶/K.
Tolera altas temperaturas de funcionamiento.

Aplicaciones

Espejos, soportes y componentes de giroscopios láser
Espejos de rayos X de sincrotrón
Interferómetros, mesas ópticas y sistemas de medición de longitudes
Componentes ópticos del espectrómetro
Interferómetros láser y sensores de frente de onda planares
Detectores de ondas gravitacionales
Componentes ópticos para satélites y telescopios astronómicos (por ejemplo, el espejo principal del Hubble)
Óptica de ultraprecisión y sustratos para espejos de grandes telescopios
Sustratos para telescopios de rayos X
Aplicaciones del giroscopio láser anular
Elementos ópticos para sondas espaciales (por ejemplo, sondas de cometas)
Ópticas planas y ópticas planas
Óptica láser de baja expansión para la tecnología espacial
Patrones de vidrio para mediciones ópticas de alta precisión
Piezas mecánicas de resonadores láser
Componentes y soportes de fibra óptica
Soportes ligeros de panal para espejos retrovisores por satélite
Piezas de litografía de semiconductores
Componentes paso a paso para obleas

Zerodur Propiedades

Propiedades mecánicas

Propiedades físicas	ZERODUR®	ZERODUR® K20
Densidad ρ [g/cm³]	2.53	2.53
Relación de Poisson	0.24	0.25
CTE 25°C - 600°C	112 × 10-⁷/°C	62 × 10-⁷/°F
Dureza Knoop HK 0,1/20 (ISO9385)	620	620
Índice de refracción nd	1.5424	--
Número de Abbe vd	56.1	--
Conductividad térmica λ a 20°C [W/(m-K)	1.46	1.63
Índice de difusividad térmica a 20°C [10-⁶ m²/s].	0.72	--
Capacidad calorífica cp a 20°C [J/(g-K)].	0.8	0.9
Módulo de Young E a 20°C [GPa] (valor medio)	90.3	84.7
Transmitancia interna Ti a 580 nm / 5 mm de espesor	0.95	--
Transmitancia interna Ti a 580 nm / 10 mm de espesor	0.9	--
Coeficiente óptico de esfuerzo K a λ = 589,3 nm [10-⁶ MPa-¹].	3	--
Resistividad eléctrica a 20°C [Ω-cm]	2.6 × 10¹³	--
Tk100 [°C], Temperatura para ρ = 10⁸ [Ω-cm]	178	--

Propiedades químicas

Propiedades químicas	ZERODUR	ZERODUR® K20
Resistencia a las manchas	Clase 0	-
Resistencia climática	Clase 1	-
Clase de resistencia a los ácidos (ISO 8424)	1	-
Clase de resistencia a los álcalis (ISO 10629)	1	-
Clase de resistencia hidrolítica (ISO 719)	HGB 1	-
Permeabilidad del helio a 20°C [Átomos/(cm-s-bar)].	1.6 × 10⁶	-
Permeabilidad del helio a 100°C [Átomos/(cm-s-bar)].	5.0 × 10⁷	-
Permeabilidad del helio a 200°C [Átomos/(cm-s-bar)].	7.2 × 10⁸	-

Expansión térmica

Dilatación térmica	ZERODUR
Grados CTE	CTE (0°C-50°C)*
ZERODUR® Expansión Clase 2	0 ± 0.100 × 10-⁶/K
ZERODUR® Expansión Clase 1	0 ± 0.050 × 10-⁶/K
ZERODUR® Expansión Clase 0	0 ± 0.020 × 10-⁶/K
ZERODUR® Expansión Clase 0 ESPECIAL	0 ± 0.010 × 10-⁶/K
ZERODUR® Expansión Clase 0 EXTREME	0 ± 0.007 × 10-⁶/K
ZERODUR® A MEDIDA	AJUSTE ± 0,020 × 10-⁶/K (+0,010 ~ +0,010 × 10-⁶/K bajo pedido)

Nota: Este valor es sólo de referencia y puede variar ligeramente en función de las condiciones del lote.

Mecanizado Zerodur

Los componentes de precisión fabricados con Zerodur suelen procesarse mediante técnicas de esmerilado con diamante, seguidas de pulido óptico con métodos químico-mecánicos según sea necesario. Al mecanizar Zerodur, es crucial seleccionar las herramientas de corte adecuadas, controlar las velocidades de corte y gestionar cuidadosamente el calor para evitar daños en el material. Tras el mecanizado, es esencial realizar una inspección minuciosa para garantizar que las superficies de las piezas no presentan grietas ni astillas. En algunos casos, puede ser necesario un pulido de ultraprecisión para conseguir el acabado y las prestaciones deseados.

Cerámica Jundro aprovecha años de experiencia en el mecanizado de precisión para producir componentes Zerodur de alta calidad que cumplen o superan sistemáticamente las especificaciones del cliente, garantizando tanto la funcionalidad cotidiana como el rendimiento especializado. Si necesita mecanizado de precisión Zerodur, nuestro equipo de expertos está preparado para ayudarle con soluciones a medida. Póngase en contacto con nosotros hoy mismo para sus necesidades de mecanizado.

Zerodur Mecanizado en 5 ejes

Nuestro vídeo muestra el proceso de utilización del CNC para procesar el prototipo Zerodur

Preguntas frecuentes

¿Qué es la vitrocerámica Zerodur?

Zerodur Vitrocerámica tiene excelentes propiedades ópticas, una estructura interna uniforme y una gran tolerancia a las sustancias químicas. Su rendimiento es comparable al del vidrio ule de Corning. por lo que resulta ideal para aplicaciones ópticas y mecánicas de precisión, como telescopios y equipos de metrología.

¿Cuáles son las principales aplicaciones de Zerodur?

El Zerodur se utiliza habitualmente en instrumentos de alta precisión, como telescopios, espejos para dispositivos científicos, óptica láser y equipos semiconductores, debido a su excepcional estabilidad dimensional y propiedades térmicas.

¿En qué se diferencia la vitrocerámica Zerodur de la cerámica tradicional?

El Zerodur tiene una composición y una estructura únicas que ofrecen una dilatación térmica casi nula, a diferencia de las cerámicas tradicionales, que suelen experimentar cambios dimensionales significativos con las fluctuaciones de temperatura. Esto hace que el Zerodur sea ideal para aplicaciones que requieren gran estabilidad.

¿Es la vitrocerámica Zerodur resistente al choque térmico?

Sí, el Zerodur tiene una excelente resistencia al choque térmico, lo que lo hace adecuado para entornos de altas temperaturas donde pueden producirse cambios rápidos de temperatura, sin riesgo de daños o distorsión.

¿Qué industrias utilizan la vitrocerámica Zerodur?

El Zerodur se utiliza ampliamente en industrias como la aeroespacial, la óptica, la astronomía y la metrología de precisión, donde la alta estabilidad y la resistencia térmica son fundamentales para el rendimiento de equipos e instrumentos.

¿Se puede mecanizar o procesar fácilmente el Zerodur?

El Zerodur puede mecanizarse con gran precisión, pero requiere herramientas y técnicas especializadas debido a su dureza y fragilidad. Suele procesarse con herramientas de corte o rectificado de diamante para conseguir la forma y el acabado superficial deseados.

¿Cómo se compara el Zerodur con otros materiales de vidrio?

1. Zerodur frente al vidrio ULE (vidrio de expansión ultrabaja)

Tanto el vidrio Zerodur como el ULE son materiales de ultrabaja expansión, pero difieren en su composición y prestaciones.

Tipo de material: Zerodur es un vitrocerámicamientras que la ULE es una vidrio a base de sílice fundida.
Estabilidad del CTE: Zerodur ofrece un coeficiente de dilatación térmica de aproximadamente 0 ± 0.02 × 10-⁶/Kligeramente mejor que la de la ULE 0.03 × 10-⁶/K.
Homogeneidad: La ULE proporciona una excelente homogeneidad óptica, por lo que es adecuada para lentes y espejos ópticos. Zerodur, por su parte, destaca en estabilidad mecánica y dimensionalperfecto para sustratos para espejos de precisión y sistemas de metrología.
Mecanizado: El Zerodur puede pulirse y mecanizarse con una precisión submicrónica y una tensión interna muy baja.

👉 En resumen: elija Zerodur para la estabilidad mecánica y térmica, y ULE para la transmisión óptica y la homogeneidad.

2. Clearceram frente a Zerodur

Clearceram (Ohara, Japón) y Zerodur (SCHOTT, Alemania) son vitrocerámicas de alta calidad con una dilatación térmica casi nula.

Rendimiento CTE: Ambos ofrecen un control similar del CTE (~0 ± 0,02 × 10-⁶/K), aunque Clearceram-Z HS es ligeramente más homogéneo en los blancos grandes.
Propiedades ópticas: Clearceram proporciona una excelente transparencia y se utiliza a menudo para metrología óptica y sistemas láser. Zerodur, con su probada estabilidad dimensional a largo plazo, se utiliza ampliamente en espejos astronómicos y equipos semiconductores.
Disponibilidad: SCHOTT tiene una amplia experiencia y un suministro global de grandes formatos Zerodur, mientras que Clearceram es más común en Japón y en sistemas ópticos de gama alta.

👉 Ambos materiales rinden a un nivel de categoría mundial; el Zerodur suele preferirse para la óptica de precisión a gran escala.

3. Vidrio microcristalino Ohara vs. SCHOTT Zerodur

El vidrio microcristalino japonés Ohara y el alemán SCHOTT Zerodur pertenecen a la misma familia de vitrocerámicas ultraestables.

Origen del material: Ohara produce Clearceram y materiales microcristalinos afines; SCHOTT fabrica Zerodur.
Rendimiento: Ambos presentan una estabilidad, pulibilidad y resistencia a la deformación inducida por la temperatura excepcionales.
Diferencia de aplicación: Los materiales de Ohara suelen elegirse para pequeños instrumentos ópticos de alta precisiónmientras que SCHOTT Zerodur domina en espejos de grandes telescopios, etapas litográficas y óptica aeroespacial.

👉 Ambas marcas representan el nivel superior de la tecnología vitrocerámica: SCHOTT Zerodur es la preferida para componentes estructurales de precisión de gran tamaño, mientras que Ohara destaca en aplicaciones ópticas compactas.