ZERODUR^®

ZERODUR^®

제품정보

ZERODUR^®는 극도로 낮은 열팽창 계수(thermal expansion coefficient)를 갖는 글라스 세라믹입니다. ZERODUR^®의 가장 중요한 특성은 다음과 같습니다:

뛰어난 3D 균질성(homogeneity)을 갖는 거의 영에 가까운 열팽창(thermal expansion)
뛰어난 내부 품질
우수한 가공성
아주 높은 정확성에 이르기까지 폴리쉬(polish) 될 수 있음
코팅 용이
낮은 헬륨 투과성(helium permeability)
무기공성(non-porous)
우수한 화학적 안정성

응용분야

천문학:

ZERODUR^®는 30년 이상 동안 지구상의, 궤도상의 망원경에 사용되는 미러(mirror) 기판을 위해 선호되는 재료입니다.
ZERODUR^®는 재생가능한 품질을 가지고 많은 양으로 많들어 질 수 있으며, 그러므로 20 m에서 100 m 클래스 까지에 이르는 미래의 아주 큰 망원경(ELT) 에 적합합니다.
현대의 제조 기술은 65% 이상의 무게를 감소시킨 구조의 생산을 가능하게 합니다. ZERODUR^®는 열팽창 계수의 뛰어난 균질성으로 인해서 미래의 엑스레이 망원경(x-ray telescope) 프로젝트에서 미러 쉘(mirror shell)의 형상을 위한 이상적인 맨드렐(mandrel) 재료입니다.

마이크로리소그래피(lithography):

ZERODUR^®는 웨이퍼 스테퍼(wafer stepper)와 스캐너 기계에서 정밀하고 재생산 가능한 웨이퍼 포지셔닝(wafer positioning)을 달성하기 위해서 움직일 수 있는 기계부품으로서 사용됩니다. ZERODUR^®는 거의 영에 가까운 열팽창, 뛰어난 균질성 그리고 우수한 가공성으로 인해서 앞으로 올 EUV 리소그래피에서 반사광학(reflective optic)을 위한 이상적인 기판 재료입니다.

측정기술:

ZERODUR^®의 극히 낮은 열팽창과 증명된 장기간에 걸친 치수 안정성은 ZERODUR^®를 측정기계를 위한 이상적인 참고 표준으로 만듭니다.

역학:

ZERODUR^®는 현대의 공정기술을 결합시킴으로써 증가하는 복잡한 형상으로 생산될 수 있습니다.

다른 응용분야:

ZERODUR^®는 광학적, 적외선 스펙트럼 영역에서 아주 우수한 투과율 특성과 뛰어난 광학적인 균질성을 갖습니다. 또한 이러한 특성 때문에 ZERODUR^®는 종종 광학 시스템에 사용됩니다.

공급형태

ZERODUR^®는 몇 cm 부터 약 4 m 길이까지 디스크(disc), 사각형 블록(rectangular block), 프리즘(prism), 로드(rod), 단위조각(cut piece)의 형태로 공급될 수 있습니다. 현대식 CNC 공정 장비와 다양한 그라인딩(grinding) 기술은 고객의 요구에 따라 복잡한 형상과 선조세공(filigree) 구조의 생성을 가능하게 합니다.

세부사항

열팽창 계수(thermal expansion coefficient):

ZERODUR^®의 개별적인 조각(디스크, 플레이트, 로드)은 온도 영역인 0° 에서 50°C 안에서 평균 선형 열팽창 계수(mean coefficient of linear thermal expansion)를 가지고 다음과 같은 세 가지 팽창 클래스(expansion class)로 공급됩니다:

	팽창 클래스 2	0 ± 0.10*10^-6 K^-1
	팽창 클래스 1	0 ± 0.05*10^-6 K^-1
	팽창 클래스 0	0 ± 0.02*10^-6 K^-1

ZERODUR^®는 선형 열팽창 계수에 있어서 뛰어난 균질성을 보여 줍니다. 전형적인 값은 0.01 과 0.02*10^-6 K^-1 사이입니다.
요청에 따라 0.01*10^-6 이하의 균질성도 가능합니다.

ZERODUR^®는 기계부품 뿐만 아니라, 600°C까지의 온도에 견디는 창으로도 사용될 수 있습니다. 850°C까지의 응용분야를 위해서 ZERODUR^® K20이 새로운 재료 변형으로서 개발되었습니다. 이 재료는 20° - 700°C과 1.5*10^-6 K^-1 사이 실내온도에서 2.0*10^-6 K^-1의 팽창 계수(expansion coefficient)를 갖습니다.

내부품질

:
다음은 500 mm 이하의 전형적인 크기를 갖는 "표준" ZERODUR^®의 내부품질에 적용됩니다:

	모든 함유물이 투입된 영역	2 mm² / 100 cm³
	함유물의 평균 숫자	5 / 100 cm³
	싱글 함유물의 최대 지름	3.0 (임계부피(critical volume)내에서 1.4)
	홈(복굴절률)	< 60 nm / striae
	벌크 스트레스(복굴절률)	< 6 nm / cm

다른 특성들

	밀도	2.53 g/cm³
	20°C에서 열전도율	1.46 W/(m*K)
	20°C에서 열확산율	0.72*10^-6 m²/s
	열용량	0.8 J/(g*K)
	20°C에서 영률(Young's modulus)	90.3 GPa
	푸아송의 비(Poisson's ratio)	0.243
	누프경도(Knoop hardness) 0.1/20	620

더 많은 자세한 허용오차에 대한 정보는 ZERODUR^® 카탈로그에 나와 있으며, 요청하시면 이용하실 수 있습니다.

품질보증

ZERODUR^® 부품은 제작 전 단계에 걸쳐 검사가 이루어 집니다. 부가적으로 집중적인 최종 검사가 이루어 집니다. 다음과 같은 현대식 장비들이 검사를 위해서 사용됩니다:

열팽창계수:	아주 정확한 팽창계(dilatometer) 장비 (PTB에 의해서 공급된 참고 표준을 가지고 가지고 있음)
형상과 형태:	높은 정확성을 갖는 동적, 정적인 3D 좌표 측정 기계(3D coordinate measurement machines)
표면품질:	러프니스(roughness) 측정 장비
내부품질:	"de Senarmont" 방법에 따른 정확한 측정 현미경과 응력(stress) 측정 기구
광학 균질성:	지름 500 mm 까지의 조리개를 갖는 간섭계(interferometer)