零度®
热膨胀
ZERODUR® 的热膨胀系数公差
默认情况下，零度®的平均热膨胀系数（CTE）在 0°C 至 50°C 的温度范围内测量。分为五个膨胀级别，如下所示：
| 热膨胀系数等级 | 热膨胀系数（0°C；50°C）* |
|---|---|
| ZERODUR® 2级膨胀 | 0 ± 0.100 ・ 10-6/K |
| ZERODUR® 1级膨胀 | 0 ± 0.050 ・ 10-6/K |
| ZERODUR® 0级膨胀 | 0 ± 0.020 ・ 10-6/K |
| ZERODUR® 特殊0级膨胀 | 0 ± 0.010 ・ 10-6/K |
| ZERODUR® 极度0级膨胀 | 0 ± 0.007 ・ 10-6/K |
| ZERODUR® 定制 |
TAILORED ± 0.020・10-6/K |
*CTE（0°C; 50°C）描述了 0°C 至 50°C 温度下的线性平均热膨胀系数。
最高应用温度600°C。
根据要求，零度®可用于定制温度范围。
我们为您的独特应用提供膨胀级别 0 级或更好的优化。
CTE 均一性
通过测量整个 CTE 样品中空白的均匀分布，计算测得的最高值和最低值之间的 CTE 差，来评估均匀性。
以下重量级别保证了线性膨胀的均匀性：
CTE（0°C; 50°C）均一性公差
- 18吨及以下：< 0.03 ・ 10-6/K
- 6吨及以下：< 0.02 ・ 10-6/K
- 0.3吨及以下：< 0.01 ・ 10-6/K
CTE 分布在直径 1.5 米的毛坯内，测得的 CTE 均匀度为 0.004 · 10-6/K
零度® K20 的 CTE 公差
ZERODUR® K20 是 ZERODUR® 的高温型号，经过优化，可耐受更高的应用温度。
ZERODUR® K20 的平均线性热膨胀系数
- 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
最高应用温度850°C。
内部品质
如果收到订单后未指定品质，我们将提供标准品质的零度®。 可以根据要求提供独特的内部品质规格。
夹杂物
尽管缺陷水平较低，但零度®中的主要夹杂物是气泡。 在检查零度®零件时，应考虑所有直径 > 0.3 毫米的夹杂物。 如果夹杂物的形状不是球形，则应报告平均直径，即长度和宽度的平均值。 零度®有六种不同的夹杂物品质等级，它们根据零件的尺寸进行定义。
零度®中夹杂物的品质等级
每100cm3的平均夹杂物数量：
| 标准 | 5.0 |
|---|---|
| 4级 | 5.0 |
| 3级 | 4.0 |
| 2级 | 3.0 |
| 1级 |
2.0 |
| 0级 |
1.0 |
ZERODUR® 部件的不同直径或对角线的单个夹杂物最大直径（毫米）：
| 临界体积 | < 500 mm | < 2000 mm | < 4000 mm |
|---|---|---|---|
| 标准 | 1.4 | 2.0 | 3.0 |
| 4级 | 1.2 | 1.8 | 2.5 |
| 3级 | 1.0 | 1.6 | 2.0 |
| 2级 | 0.8 | 1.5 | 1.8 |
| 1级 | 0.6 | 1.2 | 1.6 |
| 0级 | 0.4 | 1.0 | 1.5 |
| 非临界体积 |
< 500 mm | < 2000 mm | < 4000 mm |
|---|---|---|---|
| 标准 | 3.0 | 6.0 | 10.0 |
| 4级 | 2.0 | 5.0 | 8.0 |
| 3级 | 1.5 | 4.0 | 6.0 |
| 2级 | 1.0 | 3.0 | 6.0 |
| 1级 | 0.8 | 3.0 | 6.0 |
| 0级 | 0.6 | 3.0 | 6.0 |
根据要求提供各种规格
体积应力
零度®的体应力双折射为检查方向上每个厚度的路径差。 对于圆盘状玻璃，它是在距离边缘直径 5% 的轴向测量的。 对于矩形板，在垂直于平板表面的较长边中央进行测量。
零度®体应力的品质等级
直径或对角线部件的 体积应力双折射[nm/cm]：
| < 500 mm | < 2000 mm | < 4000 mm | |
|---|---|---|---|
| 标准 | 6 | 12 | 15 |
| 4级 | 4 | 10 | 12 |
条纹
除了体积应力双折射以外，由局部条纹引起的应力双折射被视为部件直径的函数。
直径或对角线部件的由条纹引起的应力双折射[nm/条纹]：
| < 500 mm | < 2000 mm | < 4000 mm | |
|---|---|---|---|
| 标准 | 60 | 60 | 60 |
| 4级 | 45 | 45 | 45 |
| 3级 | 30 | 30 | 30 |
| 2级 | 5 | 30 | 30 |
| 1级 | - | 5 | 30 |
加工
根据客户的技术图纸和规格，零度®可加工成复杂的几何形状。 在产品设计阶段，我们的应用和加工工程师会为您提供支持，以充分利用零度®特性，满足您独特应用的要求。 我们还可根据要求提供有限元建模，满足特定质量要求。
5轴数控磨床可精确制造直径达4.25米的 ZERODUR® 部件。 ZERODUR® 的加工重点在于磨削出难度很大的凹处高度与加强筋厚度的比例，使其轻量化，生产出符合严格重量要求的部件。
通过单面和双面抛光，我们可提供最大尺寸500毫米的不同等级的表面质量。 根据具体的部件尺寸，粗糙度最小可达到纳米级别。
由于零度®是非常好的镀膜基材，因此对于小于 300 毫米的零件，我们可以提供从标准铝到复杂定制膜层的数种镀膜。 我们的镀膜专家将随时为您提供支持，以选出最符合您规格的膜层。
推荐 CNC 尺寸和形状研磨公差
| 尺寸 < 2000 毫米 | 公差 [mm] | 更严格的公差[mm]* |
|---|---|---|
| 长、宽、高 |
± 0.3 | ± 0.1 |
| 直径 | ± 0.3 | ± 0.1 |
| 角度 | ± 5’ | ± 1’ |
| 平面度 ** | 0.1 - 0.2 | 0.1 |
| 圆柱度 ** | 0.1 | 0.1 |
| 轮廓度 ** | 0.2 | 0.1 |
| 平行度 ** | 0.1 - 0.2 | 0.1 |
| 位置度 ** | 0.1 | 0.1 |
| 同心度 ** | 0.1 | 0.1 |
| 跳动 ** | 0.1 | 0.1 |
**根据 ISO 1101
| 尺寸 ≤ 4000 毫米 |
公差 [mm] |
更严格的公差[mm]* |
|---|---|---|
| 长、宽、高 | ± 0.4 |
± 0.2 |
| 直径 | ± 0.4 | ± 0.2 |
| 角度 | ± 5’ | ± 1’ |
| 平面度 ** | 0.2 | 0.1 |
| 圆柱度 ** | 0.2 | 0.1 |
| 轮廓度 ** | 0.4 | 0.2 |
| 平行度 ** | 0.2 | 0.1 |
| 位置度 ** | 0.2 | 0.1 |
| 同心度 ** | 0.2 | 0.1 |
| 跳动 ** | 0.2 | 0.1 |
**根据 ISO 1101
物理特性
弯曲应力和寿命计算
零度®具有出色的热性能和精度，是高科技应用的首选材料。 通常，这些应用还需要承受某些机械负载，例如在望远镜镜架中长期负载或在火箭发射过程中短期负载。
要评估零度®断裂应力的关键因素是表面品质，尤其是微裂纹的出现。 通常，施加低于 10 Mpa 拉应力的负载不需要对零度®进行任何特殊的破裂分析。
肖特提供的有关零度®地面样品破裂情况的详尽数据表明，它可以承受 30 至 100 MPa 的长期（数十年）机械负载。 这比以前的预测要高得多。 通过三参数威布尔分布，我们很乐意就您长期机械负载下的零度®寿命进行讨论。
典型的机械和光学特性
| 零度® | 零度® K20 | |
|---|---|---|
| 20°C时的导热性 λ[W/(m・K)] | 1.46 | 1.63 |
| 20°C时的热扩散系数 a[10-6m2/s] | 0.72 | - |
| 20°C时的热容cp[J/(g · K)] | 0.80 | 0.90 |
| 20℃时的杨氏模量E[GPa]平均值 | 90.3 | 84.7 |
| 泊松比 | 0.24 | 0.25 |
| 密度 ρ [g/cm3] | 2.53 | 2.53 |
| 努氏硬度 HK 0.1/20 (ISO9385) | 620 | 620 |
| 折射率 nd | 1.5424 | - |
| 阿贝数 νd | 56.1 | - |
| 580 nm / 5毫米厚度的内部透射率 Ti | 0.95 | - |
| 580 nm / 10毫米厚度的内部透射率 Ti | 0.9 | - |
| λ = 589.3 nm[10-6MPa-1] 的应力光学系数 K | 3 | - |
| 20°C时的电阻率 ρ [Ω · cm] | 2.6 · 1013 | - |
| Tk100 [°C]，ρ = 108 [Ω · cm] 的温度 | 178 | - |
化学特性
在室温下，大多数酸、碱、盐和染色溶液在零度®表面上都没有残留痕迹。 它在高温下可被氢氟酸和浓硫酸腐蚀。 此外，云母、黏土、氧化镁和二氧化硅等建筑材料不会与 ZERODUR® 发生明显反应（在600°C下持续5小时）。 相反，搪瓷在 560℃ 以上会与之反应，而破坏其表面品质。
基于材料的良好耐化学性，可以通过可复制的方式去除膜层，如反射镜。 抛光表面可以通过优化方案简单地进行清洁和再镀膜。
典型化学特性
| ZERODUR® | ZERODUR® K20 | |
|---|---|---|
| 耐水性等级（ISO 719） | HGB 1 | - |
| 耐酸等级（ISO 8424） | 1.0 |
- |
| 耐碱等级（ISO 10629） | 1.0 | - |
| 耐候性 | 1级 | - |
| 耐污染性 | 0级 | - |
| 20°C时氦气渗透性 [原子数/(cm · s · bar)] | 1.6 · 1066 | - |
| 100°C时氦气渗透性 [原子数/(cm · s · bar)] | 5.0 · 107 | - |
| 200°C时氦气渗透性 [原子数/(cm · s · bar)] | 7.2 · 108 | - |
