Zerodur
material vitreocerámico de reducido coeficiente de dilatación térmica
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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
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
- Dispersión: (nF - nC) = 0,00967
- Densidad: 2,53 g/cm3 a 25 °C
- Módulo de Young: 9,1×1010Pa
- Coeficiente de Poisson: 0,24
- Calor específico a 25 °C: 0,196cal/(g·K) = 0,82 J/(g·K)
- Dilatación térmica (20 °C hasta 300 °C): 0,05 ± 0,10×10-6/K
- Conductividad térmica: a 20 °C: 1,46W/(m·K)
- Temperatura máxima de aplicación: 600 °C
- Su tenacidad es sustancialmente similar a la de otros vidrios.[28]
