ZERODUR®
熱膨張
ZERODUR® の CTE 公差
デフォルトでは、 ZERODUR® の平均熱膨張係数（ CTE ）は 0°C ～ 50°C の温度範囲内で測定されます。 5 つの拡張クラスは次のように区別されます。
| CTE グレード | CTE (0 °C; 50 °C )* |
|---|---|
| ZERODUR® 膨張クラス 2 | 0 ± 0.100 ・ 10 -6 /K |
| ZERODUR® 膨張クラス 1 | 0 ± 0.050 ・ 10 -6 /K |
| ZERODUR® 膨張クラス 0 | 0 ± 0.020 ・ 10 -6 /K |
| ZERODUR® 膨張クラス 0 特殊 | 0 ± 0.010 ・ 10 -6 /K |
| ZERODUR® 膨張クラス 0 エクストリーム | 0 ± 0.007 ・ 10 -6 /K |
| ZERODUR® テイラード |
テイラード ± 0.020・10-6/K |
* CTE（0°C; 50°C）は、0°Cから50°Cの温度での線形平均熱膨張係数を表します。
最高使用温度 600°C 。
ご要望に応じて、 ZERODUR® はカスタマイズされた温度範囲でご利用いただけます。
弊社は、お客様の個別の用途に最適化された拡張クラス 0 以上を提供します。
CTE 均質性
均質性は、ブランク全体に均一に分布した CTE サンプルを測定し、測定された最高値と最低値の CTE の差を計算することで評価されます。
直線膨張の均一性は、次の重量クラスで保証できます。
CTE (0°C; 50°C) 均質性公差
- 最大 18トン : < 0.03 ・10-6/K
- 最大 6トン : < 0.02 ・10-6/K
- 最大 0.3トン : < 0.01 ・10-6/K
測定された CTE 均質性 0.004 · 10 -6/K で 1.5 m の直径ブランク内の CTE 分布
ZERODUR® K20 の CTE 公差
ZERODUR® K20 は、 ZERODUR® の高温バージョンで、より高い用途温度に耐えるよう最適化されています。
ZERODUR® K20の平均線熱膨張係数
- CTE (20°C; 700°C): 2.4・10-6/K
- CTE (20°C; 300°C): 2.2・10-6/K
- CTE (0°C; 50°C): 1.6 ・ 10-6/K
最高使用温度 850°C 。
内部品質
注文品の受領時に品質が指定されていない場合、 ZERODUR® は標準品質で提供されます。 ご要望に応じて、内部品質に関する個別の仕様を満たすことができます。
包含性
欠陥レベルは低いものの、 ZERODUR® に見られる主な内包物は気泡です。 ZERODUR® 部品の検査では、直径 > 0.3 mm のすべての介在物が考慮されます。 介在物が球形以外の形状を有する場合、平均直径は、長さ及び幅の平均として報告される。 ZERODUR® には、部品の寸法に基づいて定義される 6 つの異なる介在物品質レベルがあります。
ZERODUR® の介在物の品質レベル
100 cm3 あたりの平均介在物数:
| 標準 | 5.0 |
|---|---|
| クラス 4 | 5.0 |
| クラス 3 | 4.0 |
| クラス 2 | 3.0 |
| クラス 1 |
2.0 |
| クラス 0 |
1,0 |
ZERODUR® 部品の異なる直径または対角線に対する個々の介在物の最大直径（mm）:
| 臨界量 | < 500 mm | < 2000 mm | < 4000 mm |
|---|---|---|---|
| 標準 | 1.4 | 2.0 | 3.0 |
| クラス 4 | 1.2 | 1.8 | 2.5 |
| クラス 3 | 1,0 | 1.6 | 2.0 |
| クラス 2 | 0.8 | 1.5 | 1.8 |
| クラス 1 | 0.6 | 1.2 | 1.6 |
| クラス 0 | 0.4 | 1,0 | 1.5 |
| 重要ではない量 |
< 500 mm | < 2000 mm | < 4000 mm |
|---|---|---|---|
| 標準 | 3.0 | 6.0 | 10.0 |
| クラス 4 | 2.0 | 5.0 | 8.0 |
| クラス 3 | 1.5 | 4.0 | 6.0 |
| クラス 2 | 1,0 | 3.0 | 6.0 |
| クラス 1 | 0.8 | 3.0 | 6.0 |
| クラス 0 | 0.6 | 3.0 | 6.0 |
ご要望に応じて個別仕様にも対応。
バルク応力
ＺＥＲＯＤＵＲ®（登録商標）のバルク応力複屈折は、検査方向における厚さ毎の経路差で記録される。 円板の場合、円板はエッジから直径の 5% で軸方向に測定されます。 長方形のプレートの場合、測定は、プレートの表面に垂直な長辺の中央で行われます。
ZERODUR® のバルク応力の品質レベル
直径または対角線を持つ部品のバルク応力複屈折 [nm/cm]:
| < 500 mm | < 2000 mm | < 4000 mm | |
|---|---|---|---|
| 標準 | 6 | 12 | 15 |
| クラス 4 | 4 | 10 | 12 |
Striae
バルク応力複屈折に加えて、局所線によって誘発される応力複屈折は、以下のように部品直径の関数として分類される。
直径または対角線を持つ部分のストライエ [nm/striae] によって引き起こされる応力複屈折:
| < 500 mm | < 2000 mm | < 4000 mm | |
|---|---|---|---|
| 標準 | 60 | 60 | 60 |
| クラス 4 | 45 | 45 | 45 |
| クラス 3 | 30 | 30 | 30 |
| クラス 2 | 5 | 30 | 30 |
| クラス 1 | - | 5 | 30 |
加工
ZERODUR® は、お客様の技術図面や仕様に基づいて複雑な形状に加工されます。 当社のアプリケーションエンジニアとプロセスエンジニアは、お客様の製品の設計段階でお客様をサポートし、お客様の個別の用途に適した ZERODUR® 特性を最大限に活用します。 ご要望に応じて、有限要素モデリングと特殊品質要件も提供しています。
5 軸 CNC 研削盤は、最大直径 4.25 m の ZERODUR® 部品の精密な製造を可能にします。 ZERODUR® 加工のハイライトは、厳しい重量要件を持つ部品に使用されるポケット高さとリブ厚さの難しいアスペクト比を研削することで軽量化を実現することです。
シングルサイドおよびダブルサイドポリッシュでは、最大寸法 500 mm までの異なる表面品質グレードを提供しています。 部品のサイズに応じて、サブナノメートルの範囲まで粗さを達成できます。
ZERODUR® は非常に優れたコーティング基材として機能するため、標準的なアルミニウムから複雑なカスタマイズされたコーティングまで、 300 mm 未満の部品で複数のコーティングが利用可能です。 当社のコーティングの専門家は、お客様の仕様に最適なコーティングを選択するお手伝いをいたします。
寸法と形状に対する提案された CNC 研削公差
| 寸法 < 2000 mm | 公差 [mm] | 8 つの公差 [mm ]* |
|---|---|---|
| 長さ、幅、高 さ |
± 0.3 | ± 0.1 |
| 直径 | ± 0.3 | ± 0.1 |
| Angle ( 角度 ) | ± 5 | ± 1 |
| 平坦度 ** | 0.1 - 0.2 | 0.1 |
| 円筒度 ** | 0.1 | 0.1 |
| プロファイル ** | 0.2 | 0.1 |
| 平行度 ** | 0.10.2 | 0.1 |
| 位置 ** | 0.1 | 0.1 |
| 同心度 ** | 0.1 | 0.1 |
| 振れ ** | 0.1 | 0.1 |
** ISO 1101 に準拠
| 寸法 ≤ 4000 mm |
公差 [mm] |
太い公差 [mm ]* |
|---|---|---|
| 長さ、幅、高 さ | ± 0.4 |
± 0.2 |
| 直径 | ± 0.4 | ± 0.2 |
| Angle ( 角度 ) | ± 5 | ± 1 |
| 平坦度 ** | 0.2 | 0.1 |
| 円筒度 ** | 0.2 | 0.1 |
| プロファイル ** | 0.4 | 0.2 |
| 平行度 ** | 0.2 | 0.1 |
| 位置 ** | 0.2 | 0.1 |
| 同心度 ** | 0.2 | 0.1 |
| 振れ ** | 0.2 | 0.1 |
** ISO 1101 に準拠
物理的特性
曲げ応力と寿命の 計算
ZERODUR® はハイテク用途で優れた熱特性と精度を発揮する素材です。 多くの場合、これらの用途は、伸縮式ミラーホルダーのような一定の機械的負荷やロケットの立ち上げ時の短期的な負荷に耐える必要があります。
ZERODUR® の破壊応力を定量化するために評価すべき重要な要素は、表面品質、特にマイクロラックの発生です。 一般的に、 10 MPa 未満の引張応力をかける場合、 ZERODUR® の特別な破壊分析は必要ありません。
グラウンド ZERODUR® サンプルの破損事象に関するショットの徹底的なデータは、 30 〜 100 MPa の長期（何十年にもわたって）機械的負荷に耐えることができることを示しています。 これは、以前の予測よりもはるかに高い値です。 ワイブル分布の 3 パラメータを使用して、個々の長期的な機械的負荷の下で ZERODUR® の耐用年数についてご説明します。
一般的な機械的および光学的特性
| ZERODUR® | ZERODUR® K20 | |
|---|---|---|
| 熱伝導率 λ20°C [W/(m ・ K)] | 1.46 | 1.63 |
| 20°C における熱拡散率 a [10-6m2/s] | 0.72 | - |
| 20°C での熱容量 cp [J /( g · K)] | 0,80 | 0,90 |
| 20°C［ＧＰａ］－値におけるヤング率 Ｅ | 90.3 | 84.7 |
| ポアソン比 | 0.24 | 0.25 |
| 密度ρ [g/cm3] | 2.53 | 2.53 |
| ヌープ硬度 HK 0.1/20 (ISO9385) | 620 | 620 |
| 屈折率 nd | 1.5424 | - |
| ABBE 番号 νd | 56.1 | - |
| 厚さ 580 nm/5 mm での内部透過率 Ti | 0.95 | - |
| 厚さ 580 nm/10 mm での内部透過率Ti | 0.9 | - |
| λ = 589.3 nm [10-6MPa-1] での応力光学係数 K | 3 | - |
| 20°C における電気抵抗率 ρ [Ω · cm] | 2.6 · 1013 | - |
| T k100 [°C ] 、 ρ = 108 [Ω · cm] の温度 | 178 | - |
化学特性
室温では、ほとんどの酸、アルカリ、塩、染料溶液は ZERODUR® 表面に残留物が残らないようになっています。 高温では、フッ化水素酸と濃硫酸でエッチングできます。 さらに、雲母、カメレット、 MgO 、 SiO 2 などの構造材料は ZERODUR® との反応が顕著ではありません（ 600°C で 5 時間）。 対照的に、エナメルは表面を破壊することで 560°C を超える温度で反応します。
素材の優れた耐薬品性に基づいて、鏡などのコーティングは再現可能な方法で取り外し可能です。 研磨された表面は、最適化されたプロトコルによって簡単に洗浄および再コーティングされます。
一般的な化学的性質
| ZERODUR® | ZERODUR® K20 | |
|---|---|---|
| 加水分解抵抗クラス (ISO 719) | HGB 1 | - |
| 耐酸性クラス (ISO 8424) | 1,0 |
- |
| 耐 アルカリ性クラス (ISO 10629) | 1,0 | - |
| 耐候性 | クラス 1 | - |
| しみ耐性 | クラス 0 | - |
| ヘリウム透過性 [Atoms /( cm · s · bar)] 20°C 時 | 1.6 · 106 | - |
| ヘリウム透過性 [Atoms /( cm · s · bar)] 100°C 時 | 5.0 · 107 | - |
| ヘリウム透過性 [Atoms /( cm · s · bar)] 200°C 時 | 7.2 · 108 | - |
