ZERODUR®의 CTE 공차

기본적으로 ZERODUR®의 평균 열 팽창 계수(CTE)는 0°C~50°C의 온도 범위 내에서 측정됩니다. 다섯 가지 팽창 등급은 다음과 같이 구분됩니다.

*CTE(0°C; 50°C)는 0°C~50°C의 온도에서 선형 평균 열 팽창 계수를 설명합니다.

최대 적용 온도는 600°C입니다.

요청 시, ZERODUR®는 맞춤형 온도 범위에서 사용 가능합니다.

SCHOTT는 고객의 개별 응용 분야에 최적화된 팽창 등급 0 또는 그 이상을 제공합니다.

CTE 균질성

균질성은 블랭크 전체에 걸쳐 균질하게 분포된 CTE 샘플을 측정하고, 측정된 최고 값과 최저 값 사이의 CTE 차이를 계산하여 평가됩니다.

선형 팽창의 균질성은 다음 중량 등급에서 보장할 수 있습니다.

CTE (0°C; 50°C) 균질성 공차

• 최대 18톤: < 0.03 ・ 10^-6/K
• 최대 6톤: < 0.02 ・ 10^-6/K
• 최대 0.3톤: < 0.01 ・ 10^-6/K

측정된 CTE 균질성이 0.004 · 10^-6/K인 1.5 m 직경 블랭크 내의 CTE 분포

ZERODUR® K20의 CTE 공차

ZERODUR®의 고온 버전인 ZERODUR® K20은 더 높은 적용 온도를 견디도록 최적화되었습니다.

ZERODUR® K20의 선형 열 팽창의 평균 계수

• 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

최대 저용 온도는 850°C입니다.

주문을 받을 때 품질을 명시하지 않으면 ZERODUR®이 표준 품질로 공급됩니다. 내부 품질에 대한 개별 사양은 요청에 따라 이루어질 수 있습니다.

개재물

결함 수준은 낮지만, ZERODUR®에서 발견되는 주요 개재물은 기포입니다. ZERODUR® 부품을 검사하는 동안 직경 0.3mm이 넘는 모든 개재물을 고려합니다. 개재물이 구형 형태가 아닌 경우, 평균 직경은 길이 및 너비의 평균치로 보고합니다. ZERODUR®는 부품의 치수에 따라 정의된 6개의 다른 개재물 품질 레벨로 제공됩니다.

ZERODUR®의 개재물에 대한 품질 수준

100cm³당 평균 개재물 수:

ZERODUR® 부품의 다양한 직경 또는 대각선에 대한 개별 개재물의 최대 직경(mm):

벌크 응력

ZERODUR®의 체적 응력 복굴절은 검사 방향의 두께에 따라 경로 차이로 기록됩니다. 디스크의 경우, 모서리 직경의 5%에서 축 방향으로 측정됩니다. 직사각형 플레이트의 경우, 플레이트 표면에 수직인 긴 면의 중간에서 측정을 수행합니다.

ZERODUR®의 체적 응력 품질 수준

직경 또는 대각선으로 된 부품의 경우  체적 응력 복굴절[nm/cm]:

맥리

체적 응력 복굴절 외에도 국부적인 맥리에 의해 유발된 응력 복굴절은 부품 직경의 함수로 분류됩니다.

직경 또는 대각선으로 된 부품의 경우 맥리[nm/striae]에 의해 유발되는 응력 복굴절:

ZERODUR®는 고객의 기술 도면 및 사양에 따라 복잡한 형상으로 가공됩니다. 당사의 애플리케이션 및 공정 엔지니어는 제품의 설계 단계 중에 고객의 개별 적용에 맞는 ZERODUR® 특성을 최대한 활용할 수 있도록 지원합니다. 또한, 요청에 따라 유한 요소 모델링과 특수 품질 요구사항도 제공합니다.

5축 CNC 연삭기는 직경이 최대 4.25m인 ZERODUR® 부품을 정밀하게 제조할 수 있습니다. ZERODUR® 가공의 하이라이트는 엄격한 중량 요건을 가진 부품에 사용되는 포켓 높이 대비 리브 두께의 까다로운 종횡비를 연마한 가벼움에 있습니다.

당사는 단면 및 양면 연마를 통해 최대 500mm 치수의 다양한 표면 품질 등급을 제공합니다. 부품의 크기에 따라 나노미터 이하의 거칠기를 달성할 수 있습니다.

ZERODUR®는 코팅에 매우 좋은 기판 역할을 하므로 표준 알루미늄에서 300mm 미만의 부품에는 사용 가능한 복잡한 맞춤형 코팅에 이르기까지 여러 코팅이 가능합니다. 당사의 코팅 전문가들은 고객이 자신의 사양에 가장 적합한 코팅을 선택할 수 있도록 즉시 지원할 수 있습니다.

치수 및 형상에 관해 제안된 CNC 연삭 공차

** ISO 1101 기준

** ISO 1101 기준

굽힘 응력 및 수명 계산

탁월한 열 특성과 정밀도에 있어서 ZERODUR®는 첨단 기술 분야에서 선택받는 소재입니다. 또한, 이러한 응용 분야에서 종종 망원경 미러 홀더와 같이 지속적인 기계적 부하 또는 로켓 발사 시 단기적 부하에 견디는 것이 요구됩니다.

ZERODUR®의 파손 응력을 정량화하기 위해 평가해야 할 핵심 요소는 표면 품질, 특히 마이크로 랙의 발생입니다. 일반적으로 10MPa 인장 응력 미만의 하중을 가할 때에는 ZERODUR®의 특수 파열 분석을 요구하지 않습니다.

SCHOTT는 지상 ZERODUR® 샘플의 파손 이벤트에 대한 포괄적인 데이터를 통해 30~100MPa의 장기적인(10년) 기계적 부하를 견딜 수 있다는 것을 보여주었습니다. 이는 이전에 예측한 것보다 훨씬 더 높습니다. SCHOTT는 세 가지 파라미터의 와이블(Weibull) 분포를 사용하여, 개별적인 장기간의 기계적 부하에서 ZERODUR® 수명에 대해 논의합니다.

일반적인 기계적 및 광학적 특성

실온에서 대부분의 산, 알칼리, 염분, 염료 용액은 ZERODUR® 표면에 잔류 흔적을 남기지 않습니다. 이는 고온에서 농축된 황산뿐만 아니라 플루오르화수소산에 의해 에칭될 수 있습니다. 또한 운모, 샤모트, MgO 및 SiO₂와 같은 건축 자재는 ZERODUR®과 눈에 띄게 반응하지 않습니다(최대 600°C, 5시간). 반면 에나멜은 표면이 파괴되어 560°C 이상에서 반응합니다. 

소재에 대한 우수한 내화학성에 기반한, 거울과 같은 코팅은 재현 가능한 방식으로 제거할 수 있습니다. 연마된 표면은 최적화된 프로토콜로 간단하게 세척되고 다시 코팅됩니다.

일반적인 화학적 특성

ZERODUR®는 제로에 가까운 열 팽창과 탁월한 균질성을 결합하여, 시간과 온도가 변해도 정밀도가 유지되어야 하는 응용 분야에 이상적입니다.

작은 온도 변화만으로도 재료가 팽창하거나 수축할 수 있습니다. ZERODUR®는 이러한 영향을 최소화하여 광학 및 측정 시스템이 변화하는 환경 조건에서도 정확성을 유지할 수 있도록 돕습니다.

ZERODUR®는 우주 광학, 천체 망원경, 반도체 리소그래피, 계측 시스템, 링 레이저 자이로스코프 및 기타 고정밀 응용 분야에 사용됩니다.

네, 맞습니다. 다양한 팽창 등급과 맞춤형 소재 변형을 통해 ZERODUR®는 특정 온도 범위와 성능 요구 사항에 맞게 최적화될 수 있습니다.

네, 맞습니다. 고급 CNC 가공을 통해 복잡한 3D 형상, 경량화된 미러 구조, 드릴 가공, 그리고 응용 분야별 설계를 구현하면서도 탁월한 정밀도를 유지할 수 있습니다.

설계에 따라 ZERODUR® 미러 기판은 우수한 강성과 치수 안정성을 유지하면서 최대 90%까지 경량화할 수 있습니다.