这两种材料都是高稳定性、低热膨胀的玻璃陶瓷材料。由于其优异的机械性能,它们经常被用于高科技行业,如天文望远镜镜片、太空探索结构部件、高精度仪器等对温度变化敏感的设备。
低膨胀玻璃的基本概念
什么是低膨胀玻璃?
热膨胀率低意味着材料在温度波动时变化很小。这种特性具有很强的抗热震性,而热震是实际应用中材料开裂的主要原因。以下是一些常见的低热膨胀玻璃材料:
- 硼硅玻璃
- Zerodur
- 透明甘油酯
- ULE
- 硅酸铝玻璃
主要功能对比
Clearceram 与 Zerodur
色彩对比
黄色光泽的 Zerodur 与透明外观的对比
与 Zerodur 相比,Clearceram 的透明外观具有高透明度,更有利于光学透明应用。
实例研究
望远镜镜面测试
- 资料来源 研究发表于 医学杂志 (尺寸稳定性测试)
- 方法: 用 Zerodur 和 Clearceram-Z 制作的反射镜经过热循环(-40°C 至 +90°C)以测量稳定性。
- 结果
- Clearceram-Z: 变形量保持在 ±0.1 μm/m°C 的范围内。
- Zerodur: 偏差达到 ±0.2 μm/m°C。
- 结论 事实证明,Clearceram-Z 适用于需要极高热稳定性的高精度光学系统。
耐化学性测试
- 资料来源 OHARA 和 Schott 酸浸泡试验比较研究。
- 调查结果
- 在 10% 盐酸溶液中浸泡 24 小时后,两种材料的表面都不会受到侵蚀。
- 表面粗糙度的变化可以忽略不计(<0.01 μm)。
航空航天应用中的机械耐久性
- 参考资料 技术分析 肖特股份公司.
- 成果: Zerodur 的抗弯强度较高,在承受高机械应力的航空航天镜中具有优势。
Clearceram 和 Zerodur 的典型应用场景
采购和加工建议
选择合适的制造商尤为重要。我们在 Zerodur 加工方面拥有丰富的经验,致力于提供满足或超越客户期望的高品质精密陶瓷元件。如果您有工程方面的需求,请随时联系我们的专家。我们将竭诚为您服务。
常见问题
Clearceram-Z 和 Zerodur 哪种材料更适合航空航天应用?
- Zerodur 由于其在哈勃太空望远镜等天基系统中的良好应用记录,它通常更适合航空航天应用。它在极端条件下具有出色的机械强度和尺寸稳定性,因此非常适合在发射或轨道等高压力环境下使用。
- 清除甘油酯-Z虽然它在精密光学系统中表现出色,但更常用于超低热膨胀和光学清晰度优先于机械坚固性的应用中。
为什么 Zerodur 比 Clearceram-Z 更贵?
- 材料成分与制造: Zerodur 的生产涉及复杂的工艺,以实现其卓越的机械和热性能,尤其适用于大型光学器件。
- 经过验证的太空级性能: 其认证和在空间应用中的广泛使用往往会增加其成本。
- 市场需求: Zerodur 通常用于独特的大型项目,如望远镜镜面,因为在这些项目中,对大批量或大件的需求会增加成本。
- 相比之下,Clearceram-Z 通常用于规模较小或机械要求较低的应用中,这可以降低总体成本。
是否有其他玻璃陶瓷材料可以替代 Clearceram-Z 或 Zerodur?
- ULE®(超低膨胀玻璃): ULE 由康宁公司生产,是一种热膨胀率极低的高性能材料,常用于望远镜镜面和半导体设备。
- Astrositall: 在精密光学仪器和反射镜的尺寸稳定性应用中是一种经济高效的替代方案。
- 堇青石 虽然不能直接替代,但堇青石具有出色的热稳定性和尺寸稳定性,尤其适用于要求较低成本的结构或工业应用。
- BOROFLOAT® 和 SUPREMAX®: 这些硼硅玻璃可用于成本和化学耐久性比热稳定性更为重要的应用领域。