Wikipedia

Zerodur

material vitreocerámico de reducido coeficiente de dilatación térmica

El Zerodur es un material vitrocerámico, un aluminosilicato de litio fabricado por la empresa Schott AG. Posee una dilatación térmica cercana a cero, y se utiliza para aplicaciones de alta precisión en telescopios ópticos, equipos de microlitografía y sistemas de navegación inercial.[2]​[3]​[4]​

Apertura del molde del espejo secundario de 4 metros de diámetro del Telescopio Extremadamente Grande, fundido con Zerodur. Operación de recocido en la fábrica de Schott AG en Mainz, Alemania.[1]​

Aplicaciones

editar
 
El telescopio del Observatorio W. M. Keck, que muestra el espejo primario segmentado fabricado con Zerodur

Las principales aplicaciones del Zerodur incluyen óptica telescópica en astronomía[5]​ y aplicaciones espaciales, máquinas de litografía[6]​ para microchips y pantallas,[7]​ y sistemas de medición inerciales para navegación.[8]​[9]​

En astronomía, se utiliza como el sustrato de los espejos en grandes telescopios, como el Hobby-Eberly,[10]​ el Keck I y Keck II,[11]​. el Gran Telescopio Canarias,[12]​ el telescopio óptico Devasthal,[13]​ el VLT del Observatorio Europeo Austral,[14]​ y el Telescopio Extremadamente Grande (de 39 m de diámetro).[15]​

En el espacio se ha utilizado para el espejo primario del telescopio SOFIA,[16]​ para el generador de imágenes de los satélites de observación terrestre Meteosat,[17]​ y para el banco óptico de la misión LISA Pathfinder.[18]​

En microlitografía, el Zerodur se utiliza en la manipulación de obleas de silicio y en máquinas de escaneado para un posicionamiento preciso y reproducible de las obleas.[19]​[20]​ También se utiliza como componente en óptica refractiva para fotolitografía.[21]​

En los dispositivos de medición inerciales, el Zerodur se utiliza en giróscopos láser de anillo.[22]​

Propiedades

editar

El Zerodur tiene un componente sólido amorfo (vítreo) y un componente cristalino. Sus propiedades más importantes son:[23]​

  • El material presenta una expansión térmica particularmente baja, con un valor medio de 0 ± 0,007×10−6 K−1 en el rango de temperatura de 0 a 50 °C.[24]​[25]​
  • Alta homogeneidad tridimensional,[25]​ con pocas inclusiones, burbujas y estrías internas.
  • Dureza similar a la del vidrio borosilicatado.
  • Alta afinidad con distintas sustancias de recubrimiento.
  • Baja permeabilidad al helio.
  • No poroso.
  • Buena estabilidad química.
  • Tensión de rotura de aproximadamente 0,9 MPa·m1/2.[26]​[27]​

Propiedades físicas

editar

Véase también

editar

Referencias

editar
  1. ↑ «Secondary Mirror of ELT Successfully Cast - Largest convex mirror blank ever created». www.eso.org. Consultado el 22 de mayo de 2017. 
  2. ↑ «Zerodur®». Archivado desde el original el 24 de julio de 2011. Consultado el 4 de septiembre de 2011. 
  3. ↑ Viens, Michael J (April 1990). «Fracture Toughness and Crack Growth of Zerodur». NASA Technical Memorandum 4185. NASA. Consultado el 28 de agosto de 2011. 
  4. ↑ «Schott AG Zerodur description». Archivado desde el original el 1 de febrero de 2014. 
  5. ↑ Döhring, Thorsten (May 2019). «Four decades of ZERODUR mirror substrates for astronomy». Proceedings, 4th International Symposium on Advanced Optical Manufacturing and Testing Technologies: Large Mirrors and Telescopes 7281. doi:10.1117/12.831423. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  6. ↑ Carré, Antoine (May 2023). «Comprehensive review of the effects of ionizing radiations on the ZERODUR® glass ceramic». Journal of Astronomical Telescopes, Instruments, and Systems 9 (2). doi:10.1117/1.JATIS.9.2.024005. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  7. ↑ «SCHOTT Strengthens Glass Substrate Portfolio». Printed Electronics Now. 29 de septiembre de 2023. 
  8. ↑ Sokach, Stephen. «ZERODUR: The Highly Technical Glass-Ceramic». Tech Briefs. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  9. ↑ «Zerodur». Mindrum Precision. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  10. ↑ «Hobby-Eberly Telescope | McDonald Observatory». mcdonaldobservatory.org. Consultado el 12 de julio de 2024. 
  11. ↑ «A Mirror’s Perfect Reflection». W.M. Keck Observatory. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  12. ↑ «Description of the GTC». Gran Telescopio CANARIAS. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  13. ↑ «3.6 m DOT Telescope». ARIES. Consultado el 7 de julio de 2024. 
  14. ↑ «Very Large Telescope». ESO. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  15. ↑ «Mirrors and Optical Design». ESO. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  16. ↑ Krabbe, Alfred (June 2000). «SOFIA telescope». Proceedings, Airborne Telescope Systems 4014. arXiv:astro-ph/0004253. doi:10.1117/12.389103. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  17. ↑ «MTG (Meteosat Third Generation) - eoPortal». www.eoportal.org (en inglés). Consultado el 12 de julio de 2024. 
  18. ↑ «LISA Technology Package Optical Bench Interferometer During Calibration». ESA. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  19. ↑ Hartmann, Peter. «SCHOTT – Ultra low expansion glass ceramic ZERODUR». Max-Planck-Institut für Astronomie. p. 49. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  20. ↑ Jedamzik, Ralf (2014). «Glass ceramic ZERODUR enabling nanometer precision». Proceedings, Optical Microlithography XXVII 9052. doi:10.1117/12.2046352. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  21. ↑ Mitra, Ina (September 2022). «ZERODUR: a glass-ceramic material enabling optical technologies». Optical Materials Express 12 (9): 3563. doi:10.1364/OME.460265. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  22. ↑ Pinckney, Linda R. (2003). «Glass-Ceramics». Encyclopedia of Physical Science and Technology (Third Edition): 807-816. doi:10.1016/B0-12-227410-5/00293-3. Consultado el 10 de mayo de 2024. 
  23. ↑ «ZERODUR® Extremely Low Expansion Glass Ceramic: SCHOTT Advanced Optics - SCHOTT AG». www.schott.com. Consultado el 15 de abril de 2018. 
  24. ↑ «SCHOTT CTE Grades». Archivado desde el original el 4 de octubre de 2013. 
  25. ↑ a b [1] (Enlace roto: octubre de 2021)
  26. ↑ Viens, Michael J (April 1990). «Fracture Toughness and Crack Growth of Zerodur». NASA Technical Memorandum 4185. NASA. Consultado el 28 de agosto de 2011. 
  27. ↑ Hartmann, P. (18 de diciembre de 2012). «ZERODUR - Deterministic Approach for Strength Design» (PDF). Optical Engineering (NASA) 51 (12): 124002. Bibcode:2012OptEn..51l4002H. S2CID 120843972. doi:10.1117/1.OE.51.12.124002. Consultado el 11 de septiembre de 2013. 
  28. ↑ Senf, H; E Strassburger; H Rothenhausler (1997). «A study of Damage during Impact in Zerodur». J Phys IV France 7 (Colloque C3, Suppltment au Journal de Physique I11 d'aotit 1997): C3-1015-C3-1020. doi:10.1051/jp4:19973171. Consultado el 31 de agosto de 2011. 
Obtenido de «https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Zerodur&oldid=163484540»