Katalog ZERODUR®
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OPTICS FOR DEVICES ZERODUR®- KATALOG ZERODUR® Glaskeramik Temperaturstabile Präzision und Qualität in Serie

ZERODUR® Inhalt 1. ZERODUR® hat außergewöhnliche Eigenschaften 4 2. Thermische Eigenschaften 6 3. Innere Eigenschaften 10 4. Mechanische Eigenschaften 12 5. Optische Eigenschaften 14 6. Elektrische Eigenschaften 16 7. Chemische Eigenschaften 17 8. Heliumpermeabilität 18 9. Lieferformen und Toleranzen 19 10. Notwendige Daten zur Angebotserstellung 20 INHALTSVERZEICHNIS ZERODUR®

4 1. ZERODUR® hat außergewöhnliche Eigenschaften ZERODUR® ist ein Null-Ausdehnungs- Material mit außergewöhnlichen Eigenschaften. Es kommt überall dort zum Einsatz, wo höchste Form- und Abstandsgenauigkeiten durch Temperaturschwankungen nicht beeinträchtigt werden dürfen. Die wichtigsten Eigenschaften von ZERODUR® sind: • der extrem niedrige thermische Ausdehnungskoeffizient • dessen hervorragende Homogenität • die hohe innere Qualität • die gute Bearbeitbarkeit • die hoch genaue Polierbarkeit • die gute chemische Stabilität. All diese Eigenschaften lassen sich sowohl in winzigen Elementen...

5 ZERODUR® EIGENSCHAFTEN Die Prozessschritte der Herstellung von ZERODUR® basieren auf Verfahren, die auch bei der Herstellung von hochhomogenem optischen Glas eingesetzt werden. ZERODUR® ist daher ein Werkstoff höchster Homogenität und zeigt auch in Großstücken mit Abmessungen von mehreren Metern kaum messbare Schwankungen der thermischen und mechanischen Eigenschaften. Die optimierten Schmelz-, Gießund Temperverfahren bilden die Vorraussetzung, um ZERODUR® auch in großen Stückzahlen in reproduzierbar hoher Qualität herstellen zu können. Homogenität und Qualität in Serie ZERODUR® hat eine...

THERMISCHE EIGENSCHAFTEN 6 2. Thermische Eigenschaften Die wichtigsten und herausragenden Eigenschaften der Glaskeramik ZERODUR® sind der verschwindend kleine Koeffizient der thermischen Längenausdehnung sowie die Homogenität dieses Koeffizienten im gesamten Werkstück. Für einzelne ZERODUR® Stücke kann der mittlere thermische Längenausdehnungskoeffizient á im Temperaturbereich 0° bis 50° C in folgenden drei Dehnungsklassen geliefert werden: Dehnungsklasse 0 0 ± 0,02 · 10-6/K Dehnungsklasse 1 0 ± 0,05 · 10-6/K Dehnungsklasse 2 0 ± 0,10 · 10-6/K Wenn nicht ausdrücklich anders verlangt, wird...

7 ZERODUR® THERMISCHE EIGENSCHAFTEN In den folgenden Gewichtsklassen je Einzelteil können die angegebenen Grenzwerte der Homogenität für die Längenausdehnung gewährleistet werden, wenn der Durchmesser der Teile mindestens doppelt so groß ist wie ihre Dicke: bis 18,0 Tonnen 0,03 · 10-6/K bis 6,0 Tonnen 0,02 · 10-6/K bis 0,3 Tonnen 0,01 · 10-6/K In besonderen Anwendungsfällen ist der Betrag der maximalen Längenänderung eines ZERODUR® Teils in einem vorgegebenen Temperaturintervall für seine Funktion ausschlaggebend (z. B. Laser Gyroskope). Im Bereich von -50° bis +100° C ist er in der Regel...

ZERODUR® THERMISCHE EIGENSCHAFTEN 8 Wärmeleitfähigkeit Spezifische Wärmekapazität Spezifische Wärmekapazität cp bei 20° C [J/(g · K)] 0,80 Abb. 4: Die Wärmeleitfähigkeit von ZERODUR® in Abhängigkeit von der Temperatur Abb. 5: Die spezifische Wärmekapazität von ZERODUR® in Abhängigkeit von der Temperatur Wärmeleitfähigkeit ë bei 20° C [W/(m· K)] 1,46 Temperaturleitzahl a bei 20° C [10-6 m2/s] 0,72 ë [W/(m·K)] 0°C 100°C 10 5 1 0,5 0,1 0,05 0,01 0 100 200 300 400 Temperatur [K] 500 Cp [J/(g · K)] 0° C 101 100 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 1 5 10 50 100 500 Temperatur [K] 1000

9 ZERODUR® THERMISCHE EIGENSCHAFTEN Bei Verwendung von ZERODUR® als mechanischem Bauteil sind Temperaturen bis 600° C zulässig. Bei Bauteilen mit höchster optischer Präzision können sich geringfügige Änderungen des thermischen Längenausdehnungskoeffizienten á (0° C, 50° C) einstellen, die auf kunden- oder anwenderseitige Temperaturbehandlungen zurückzuführen sind. Weicht die Endkühlrate RE von der Primärkühlrate RP insbesondere im Temperaturbereich 320° C bis 130° C ab, kann eine Veränderung des thermischen Längenausdehnungskoeffizienten á (0° C, 50° C) mit folgender Beziehung abgeschätzt...

ZERODUR® INNERE EIGENSCHAFTEN 10 3. Innere Eigenschaften Die innere Qualität von ZERODUR® wird im wesentlichen bestimmt durch: • Einschlüsse • Körperspannung • Schlieren Einschlüsse in ZERODUR® lassen sich nicht völlig vermeiden. In der Regel handelt es sich dabei hauptsächlich um Blasen und vereinzelt um feste Einschlüsse. Auf die Funktion des ZERODUR® als mechanisches Bauteil oder Trägermaterial für Flächen höchster Güte haben sie keine Auswirkung, sofern sie vollständig im Volumen liegen. Die Wahrscheinlichkeit, dass einzelne Einschlüsse in der optisch bearbeiteten Endfläche liegen, ist...

11 ZERODUR® INNERE EIGENSCHAFTEN Bei Anforderungen, die über die genannten für Einschlüsse, Schlieren, Körperspannungen hinausgehen, wird um Anfrage gebeten. Wenn bei Auftragserteilung keine anderen Qualitäten spezifiziert werden, so wird ZERODUR® in Standard- Qualität geliefert. Sonderanforderungen (Höhere Qualitätsstufen) Standard Klasse 4 Spannungsdoppelbrechung [nm/cm] für Teile mit Durchmesser oder Diagonale < 500 mm 6 4 < 2.000 mm 12 10 < 4.000 mm 15 12 Tab. 2: Qualitätsstufen für Körperspannungen in ZERODUR® Tab. 3: Qualitätsstufen für Schlierenspannung in ZERODUR® Standard Klasse 4...