Zerodur

热膨胀系数低至 0 ± 0.007 × 10-6/K

Zerodur 玻璃陶瓷具有超低的热膨胀系数,因此即使在温度波动的情况下也能保持极佳的尺寸稳定性,而且机械性能和热性能的变化极小、 适用于轻型加工经常用于高精度应用

Zerodur

优势

  • 支持高精度加工。
  • 对温度波动高度稳定。
  • 材料均匀度高、纯度高、结构统一,性能稳定。
  • 负载时变形最小。
  • 卓越的耐化学腐蚀性,包括酸和碱。
  • 出色的真空兼容性。
  • 在很宽的波长范围内都是透明的。
  • 极低的热膨胀系数:0 ± 0.007 × 10-⁶/K。
  • 耐高温运行。

应用

  • 激光陀螺仪反射镜、支架和组件
  • 同步加速器 X 射线反射镜
  • 干涉仪、光学工作台和长度测量系统
  • 光谱仪光学元件
  • 激光干涉仪和平面波前传感器
  • 引力波探测器
  • 卫星和天文望远镜的光学元件(如哈勃主镜)
  • 超精密光学元件和大型望远镜镜面基板
  • X 射线望远镜基板
  • 环形激光陀螺仪的应用
  • 用于空间探测器(如彗星探测器)的光学元件
  • 平板光学和光学平板
  • 用于空间技术的低膨胀激光光学器件
  • 用于高精度光学测量的玻璃标准件
  • 激光谐振器机械零件
  • 光纤元件和支架
  • 轻质蜂窝状卫星后视镜支架
  • 半导体光刻部件
  • 晶圆步进组件

Zerodur 属性

机械性能

物理特性泽罗杜尔®泽罗杜尔® K20
密度 ρ [g/cm³]2.532.53
泊松比0.240.25
CTE 25°C - 600°C112 × 10-⁷/°C62 × 10-⁷/°F
努氏硬度 HK 0.1/20(ISO9385)620620
折射率 nd1.5424--
阿贝数 vd56.1--
20°C 时的导热系数 λ [W/(m-K)]1.461.63
20°C 时的热扩散指数[10-⁶㎡/s]0.72--
20°C 时的热容量 cp [J/(g-K)]0.80.9
20°C 时的杨氏模量 E [GPa](平均值)90.384.7
580 纳米波长下的内部透射率 Ti / 5 毫米厚度0.95--
580 纳米波长下的内部透射率 Ti / 10 毫米厚度0.9--
λ = 589.3 纳米波长处的应力光学系数 K [10-⁶ MPa-¹] (10-⁶ MPa-¹)3--
20°C 时的电阻率[Ω-厘米]2.6 × 10¹³--
Tk100 [°C],ρ = 10⁸ [Ω-cm] 时的温度178--

化学特性

化学特性 泽罗度 ZERODUR® K20
抗污性 0 级 -
气候阻力 一级 -
耐酸等级(ISO 8424) 1 -
耐碱等级(ISO 10629) 1 -
抗水解等级(ISO 719) HGB 1 -
20°C 时的氦渗透率 [原子/(厘米-秒-巴] 1.6 × 10⁶ -
100°C 时的氦渗透率 [原子/(厘米-秒-巴] 5.0 × 10⁷ -
200°C 时的氦渗透率 [原子/(厘米-秒-巴] 7.2 × 10⁸ -

热膨胀

热膨胀泽罗度
CTE 年级CTE (0°C-50°C)*
ZERODUR® Expansion 2 级0 ± 0.100 × 10-⁶/K
ZERODUR® Expansion 1 级0 ± 0.050 × 10-⁶/K
ZERODUR® 膨胀 0 级0 ± 0.020 × 10-⁶/K
ZERODUR® Expansion Class 0 SPECIAL0 ± 0.010 × 10-⁶/K
ZERODUR® 膨胀 0 级 EXTREME0 ± 0.007 × 10-⁶/K
ZERODUR® 定制TAILORED ± 0.020 × 10-⁶/K (根据要求 +0.010 ~ +0.010 × 10-⁶/K)

注:此值仅供参考,根据批次情况可能略有不同。

机械加工 Zerodur

由 Zerodur 制成的精密部件通常采用金刚石研磨技术进行加工,然后根据需要使用化学机械方法进行光学抛光。 在加工 Zerodur 时,选择合适的切削刀具、控制切削速度和仔细控制热量以避免材料损坏至关重要。 加工完成后,必须进行彻底检查,以确保零件表面没有裂缝或缺口。 在某些情况下,可能需要进行超精密抛光,以达到所需的光洁度和性能标准。

Jundro 陶瓷公司 利用多年来在精密加工方面的专业知识,生产出 高质量 Zerodur 元件 这些产品始终满足或超过客户的规格要求,确保日常功能和特殊性能。如果您需要精密的 Zerodur 加工,我们的专家团队随时准备为您提供量身定制的解决方案。 联系我们 今天就来满足您的加工需求。

Zerodur 5 轴加工

我们的视频展示了使用 CNC 加工 Zerodur 原型的过程

常见问题

Zerodur 玻璃陶瓷 具有优异的光学性能、均匀的内部结构以及对化学物质的耐受性。其性能可与康宁的 ule 玻璃媲美,是精密光学和机械应用(如望远镜和计量设备)的理想之选。

Zerodur 因其优异的尺寸稳定性和热性能,常用于高精度仪器,包括望远镜、科学设备的反射镜、激光光学元件和半导体设备。

Zerodur 具有独特的成分和结构,热膨胀率近乎为零,这与传统陶瓷不同,传统陶瓷往往会随着温度的波动而发生显著的尺寸变化。因此,Zerodur 非常适合需要高稳定性的应用。

是的,Zerodur 具有出色的抗热震性,因此适用于可能发生温度快速变化的高温环境,而不会有损坏或变形的风险。

Zerodur 广泛应用于航空航天、光学、天文和精密计量等行业,在这些行业中,高稳定性和耐热性对设备和仪器的性能至关重要。

Zerodur 可以进行高精度加工,但由于其硬度和脆性,需要专门的工具和技术。通常使用金刚石切削工具或磨削工具对其进行加工,以获得所需的形状和表面光洁度。

1. Zerodur 与 ULE 玻璃(超低膨胀玻璃)

Zerodur 和 ULE 玻璃都属于超低膨胀材料,但它们在成分和性能上有所不同。

  • 材料类型: Zerodur 是一个 玻璃陶瓷而 ULE 是一种 熔融石英玻璃.

  • CTE 稳定性: Zerodur 的热膨胀系数约为 0 ± 0.02 × 10-⁶/K略好于 ULE 0.03 × 10-⁶/K.

  • 同质性: ULE 具有出色的光学均匀性,适用于 光学透镜和反射镜.Zerodur 则在以下方面表现出色 机械和尺寸稳定性非常适合 精密镜面基板和计量系统.

  • 机械加工: Zerodur 可以抛光和加工到亚微米精度,内应力极低。

👉 简而言之:选择 Zerodur 是为了获得机械和热稳定性,选择 ULE 是为了获得光传输和均匀性。


2. Clearceram 与 Zerodur

Clearceram(日本 Ohara 公司生产)和 Zerodur(德国 SCHOTT 公司生产)都是优质玻璃陶瓷,热膨胀率几乎为零。

  • CTE 业绩: 两者的热膨胀系数控制相似(~0 ± 0.02 × 10-⁶/K),但 Clearceram-Z HS 在大块坯料中的均匀性稍好一些。

  • 光学特性 Clearceram 具有极佳的透明度,通常用于 光学计量和激光系统.Zerodur 具有公认的长期尺寸稳定性,被广泛应用于 天文镜和半导体设备.

  • 可用性: 肖特在大型 Zerodur 坯料方面拥有丰富的经验,并在全球范围内供应,而 Clearceram 则更多地应用于日本和高端光学系统。

👉 这两种材料的性能都达到了世界一流水平;Zerodur 通常是大型精密光学仪器的首选。


3.大原微晶玻璃对比肖特 Zerodur

日本大原微晶玻璃和德国肖特 Zerodur 同属超稳定玻璃陶瓷家族。

  • 材料来源: Ohara 生产 Clearceram 和相关微晶材料;肖特生产 Zerodur。

  • 性能: 这两种材料都具有出色的稳定性、抛光性和抗温度引起的变形能力。

  • 申请差异: 选择大原材料通常是为了 小型高精度光学仪器而肖特 Zerodur 则在以下方面占主导地位 大型望远镜镜面、光刻平台和航空光学设备.

👉 这两个品牌都代表了玻璃陶瓷技术的最高水平--SCHOTT Zerodur 适用于大型精密结构部件,而 Ohara 则擅长于紧凑型光学应用。