Zerodur

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]​

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]​

Aplicaciones

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

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

Véase también

Referencias

  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 July 24, 2011. Consultado el September 4, 2011. 
  3. ↑ Viens, Michael J (April 1990). «Fracture Toughness and Crack Growth of Zerodur». NASA Technical Memorandum 4185. NASA. Consultado el 28 August 2011. 
  4. ↑ «Schott AG Zerodur description». Archivado desde el original el February 1, 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. September 29, 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 July 7, 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 April 2018. 
  24. ↑ «SCHOTT CTE Grades». Archivado desde el original el October 4, 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 August 2011. 
  27. ↑ Hartmann, P. (18 December 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 September 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 August 2011. 
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