Зеродур
Zerodur — литий- алюмосиликатная стеклокерамика производства Schott AG . Зеродур имеет коэффициент теплового расширения, близкий к нулю , и используется для высокоточных применений в оптике телескопов , микролитографических машинах и инерциальных навигационных системах . [2] [3] [4]
Приложения
[ редактировать ]
Основные области применения Зеродура включают оптику телескопов в астрономии. [5] и космические приложения, [6] литографические машины для микрочипов и дисплеев, [7] и инерциальные измерительные системы для навигации. [8] [9]
В астрономии он используется для изготовления подложек зеркал в больших телескопах, таких как телескоп Хобби-Эберли . [10] телескопы Кек I и Кек II , [11] Гран Телескопио Канарские острова , [12] Девастал оптический телескоп , [13] Европейской Южной Обсерватории диаметром 8,2 м Очень Большой Телескоп , [14] и 39-метровый Чрезвычайно Большой Телескоп . [15]
В космосе оно использовалось в качестве главного зеркала телескопа SOFIA . [16] для формирователя изображений на Meteosat спутниках наблюдения Земли , [17] и для оптической скамьи в миссии LISA Pathfinder . [18]
В микролитографии Zerodur используется в шаговых машинах и сканирующих машинах для точного и воспроизводимого позиционирования пластин. [19] [20] Он также используется в качестве материала подложки зеркала в преломляющей оптике для EUV-литографии . [21]
В инерциальных измерительных блоках Зеродур используется в кольцевых лазерных гироскопах . [22]
Характеристики
[ редактировать ]Зеродур имеет как аморфный (стекловидный) компонент, так и кристаллический компонент. Его наиболее важные свойства [23] являются:
- Материал демонстрирует особенно низкое тепловое расширение, среднее значение которого составляет 0 ± 0,007×10. −6 К −1 в диапазоне температур от 0 до 50 °C. [24] [25]
- Высокая 3D- однородность [25] с небольшим количеством включений, пузырьков и внутренних полосок.
- Твердость аналогична боросиликатному стеклу .
- Высокое сродство к покрытиям .
- Низкая гелия . проницаемость
- Непористый.
- Хорошая химическая стабильность.
- Вязкость разрушения около 0,9 МПа·м. 1/2 . [26] [27]
Физические свойства
[ редактировать ]- Дисперсия : ( п F - п C ) знак равно 0,00967
- Плотность : 2,53 г/см. 3 при 25 °С
- Модуль Юнга : 9,1 × 10. 10 Хорошо
- Коэффициент Пуассона : 0,24
- Удельная теплоемкость при 25 °C: 0,196 кал/(г·К) = 0,82 Дж/(г·К)
- Коэффициент теплового расширения (от 20 °C до 300 °C): 0,05 ± 0,10 × 10. −6 /К
- Теплопроводность : при 20 °C: 1,46 Вт/(м·К)
- Максимальная температура применения: 600 °C.
- Ударопрочность практически аналогична характеристикам другого стекла. [28]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Вторичное зеркало ELT успешно отлито — самая большая заготовка выпуклого зеркала, когда-либо созданная» . www.eso.org . Проверено 22 мая 2017 г.
- ^ «Зеродур®» . Архивировано из оригинала 24 июля 2011 года . Проверено 4 сентября 2011 г.
- ^ Вьенс, Майкл Дж. (апрель 1990 г.). «Вязкость разрушения и рост трещин Зеродура» (PDF) . Технический меморандум НАСА 4185 . НАСА . Проверено 28 августа 2011 г.
- ^ «Описание Шотта А.Г. Зеродура» . Архивировано из оригинала 1 февраля 2014 года.
- ^ Дёринг, Торстен (май 2019 г.). «Четыре десятилетия зеркальных подложек ZERODUR для астрономии» . Материалы 4-го Международного симпозиума по передовым оптическим технологиям производства и тестирования: большие зеркала и телескопы . 7281 . дои : 10.1117/12.831423 . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ Карре, Антуан (май 2023 г.). «Комплексный обзор воздействия ионизирующего излучения на стеклокерамику ZERODUR®» . Журнал астрономических телескопов, инструментов и систем . 9 (2). дои : 10.1117/1.JATIS.9.2.024005 . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ «SCHOTT расширяет портфолио стеклянных подложек» . Печатная электроника сейчас. 29 сентября 2023 г.
- ^ Сокач, Стивен. «ЗЕРОДУР: Высокотехническая стеклокерамика» . Технические сводки . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ «Зеродур» . Миндрам Точность . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ «Телескоп Хобби-Эберли | Обсерватория Макдональда» . mcdonaldobservatory.org . Проверено 12 июля 2024 г.
- ^ «Идеальное отражение зеркала» . Обсерватория В.М.Кека . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ «Описание ГТК» . Гран Телескопио КАНАРИИ . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ «3,6-метровый телескоп DOT» . ОВЕН . Проверено 7 июля 2024 г.
- ^ «Очень Большой Телескоп» . ЭСО . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ «Зеркала и оптический дизайн» . ЭСО . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ Краббе, Альфред (июнь 2000 г.). «Телескоп СОФИЯ» . Труды бортовых телескопических систем . 4014 . arXiv : astro-ph/0004253 . дои : 10.1117/12.389103 . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ «MTG (Метеосат третьего поколения) — eoPortal» . www.eoportal.org . Проверено 12 июля 2024 г.
- ^ «Оптический стендовый интерферометр LISA Technology Package во время калибровки» . ЕКА . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ Хартманн, Питер. «SCHOTT – Стеклокерамика сверхнизкого расширения ZERODUR» (PDF) . Институт астрономии Макса Планка . п. 49 . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ Джедамзик, Ральф (2014). «Стеклокерамика ZERODUR обеспечивает нанометровую точность» . Труды оптической микролитографии XXVII . 9052 . дои : 10.1117/12.2046352 . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ Митра, Ина (сентябрь 2022 г.). «ЗЕРОДУР: стеклокерамический материал, открывающий возможности оптических технологий» . Оптические материалы Экспресс . 12 (9): 3563. doi : 10.1364/OME.460265 . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ Пинкни, Линда Р. (2003). «Стекло-Керамика» . Энциклопедия физических наук и технологий (третье издание) : 807–816. дои : 10.1016/B0-12-227410-5/00293-3 . Проверено 10 мая 2024 г.
- ^ «Стеклокерамика с чрезвычайно низким расширением ZERODUR®: усовершенствованная оптика SCHOTT — SCHOTT AG» . www.schott.com . Проверено 15 апреля 2018 г.
- ^ «Оценки SCHOTT CTE» . Архивировано из оригинала 4 октября 2013 года.
- ^ Перейти обратно: а б [1] [ мертвая ссылка ]
- ^ Вьенс, Майкл Дж. (апрель 1990 г.). «Вязкость разрушения и рост трещин Зеродура» (PDF) . Технический меморандум НАСА 4185 . НАСА . Проверено 28 августа 2011 г.
- ^ Хартманн, П. (18 декабря 2012 г.). «ЗЕРОДУР — Детерминистический подход к расчету прочности» (PDF) . Оптическая инженерия . 51 (12). НАСА: 124002. Бибкод : 2012OptEn..51l4002H . дои : 10.1117/1.OE.51.12.124002 . S2CID 120843972 . Проверено 11 сентября 2013 г.
- ^ Сенф, Х; Э Страсбургер; Х. Ротенхаузлер (1997). «Исследование повреждений во время удара в Зеродуре» (PDF) . J Phys IV Франция . 7 (Коллоквиум C3, Дополнение к Journal de Physique I11, 1997 г.): C3-1015-C3-1020. дои : 10.1051/jp4:19973171 . Проверено 31 августа 2011 г.