Titelbild technische Glaskeramik, ULE
 
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ULE® Titanium-Silikatglas 7972

Spezialglas mit Nullausdehnung (Ultra Low Expansion Glass)

Besondere Eigenschaften

  • Extrem geringe thermische Ausdehnung
  • Sehr hohe Temperaturschockfestigkeit
  • Hohe Einsatztemperatur
  • Auch in sehr großen Abmessungen verfügbar

Typische Anwendungen

  • Substrate mit extrem geringer thermischer Ausdehnung
  • Längen-Normale
  • Gewichtssparende Wabenstrukturen für die Raumfahrt
  • Kalibrierungs-Referenzblöcke
  • Ausgefräste, leichte Spiegelrohlinge
  • Astronomische Teleskope
  • Präzisionsmesstechnik
  • Raumfahrt und Satellitentechnologie
  • Laser-Resonatoren
  • Präzisions-Gyroskope

Das Titanium-Silikatglas ULE® mit Nullausdehnung von CORNING wird im Flammen-Hydrolyseverfahren hergestellt. ULE® Rohmaterial liegt in Form von großen Glasblöcken (Boules) vor, aus welchen optische oder mechanische Komponenten in beliebiger Form und mit fast beliebiger Abmessung hergestellt werden können. Ein Hauptmerkmal von ULE® Glas ist der ultra-geringe thermische Ausdehnungskoeffizient, welcher bei Zimmertemperatur praktisch gleich Null ist. Diese extrem geringe thermische Ausdehnung von ULE® stellt auch unter thermisch instabilen Bedingungen eine Dimensionsstabilität sicher. Die Homogenität der thermischen Ausdehnung von ULE® Glas mit "Standard Grade"-Qualität liegt innerhalb eines Boules radial und axial typisch bei weniger als 15 ppb/°C. Auch höhere Qualitäten sind auf Anfrage verfügbar und bieten eine noch bessere Homogenität. Die Messung des thermischen Ausdehnungskoeffizienten von ULE® erfolgt zerstörungsfrei durch ein Ultraschallverfahren. ULE® Titanium-Silikatglas eröffnet vielfältige technologische Möglichkeiten in der Raumfahrt und in der Astronomie. In Präzisionsmessgeräten, Laser und Laser-Resonatoren oder als Längennormale und Referenz-Längenstandards für CNC-Maschinen werden häufig Komponenten aus ULE® Glas eingesetzt. Ebenso in der Wissenschaft und Forschung wird ULE® oftmals aufgrund seiner außergewöhnlichen Eigenschaften verwendet. Aus ULE® Glas können verschiedenste optische oder mechanische Komponenten mit einer Größe von einigen Millimetern bis hin zu einigen Metern gefertigt werden. ULE® hat die ausgezeichnete optische Klarheit und eine chemische Widerstandsfähigkeit die man im Allgemeinen von einem Glas erwartet. Darüber hinaus bietet die geringe thermische Ausdehnung von ULE® eine sehr hohe thermische Schockbeständigkeit, welche bahnbrechende Technologien in der Glasfasertechnik und für medizinische Anwendungen ermöglicht. Selbst nach starken thermischen Zyklen zeigt sich keine messbare Hysterese. Das Titanium-Silikatglas kann von 350 °C in Wasser schockgekühlt werden, ohne dabei seine Form bleibend zu verändern.

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Spezifikationen

 

Optische Eigenschaften

Transmissionskurve von ULE® anzeigen

  • Brechungsindex (nominales CTE Material):
    • nF = 1,4892 (486 nm)
      nD = 1,4828 (589 nm)
      nC = 1,4801 (656 nm)
  • Abbesche Zahl: vd= 53,1
  • Spannungsoptischer Koeffizient: 4,15 (nm/cm)/(kg/cm2)
  • dn/dt:
    • 10,68 x 10-6/°C (20 - 40 °C)
    • 11,24 x 10-6/°C (40 - 60 °C)

Mechanische Eigenschaften

  • Dichte (ρ): 2,21 g/cm3 (25 °C)
  • Elastizitätsmodul (E): 67,6 GPa
  • Kompressionsmodul (K): 34,1 GPa
  • Schermodul (G): 29,0 GPa
  • Spezifische Steifigkeit (E/ρ): 3,12 x 106 m
  • Endzugfestigkeit (MOR): 49,8 MPa
  • Knoophärte: 460 kg/mm2 (200 g load)
  • Poissonzahl (v): 0,17

Thermische Eigenschaften

  • Mittlerer, linearer Koeffizient der thermischen Ausdehnung (α):
    0 ± 30 x 10-9/K (5 - 35 °C ; 95 % Konfidenzniveau)
  • Typischer Verlauf der thermischen Ausdehnung
  • Erweichungspunkt: 1490 °C (geschätzt)
  • Oberer Kühlpunkt: 1000 °C
  • Untere Kühltemperatur: 890 °C
  • Thermische Leitfähigkeit (K): 1,31 W/(m x °C)
  • Wärmeleitzahl (D): 0,079 cm2/s
  • Mittlere spezifische Wärmekapazität:
    (Cp): 767 J/(kg x °C)

Standard Grade Materialspezifikation:

  • Maximale Variation des thermischen Ausdehnungskoeffizienten: 15 ppb/°C (Radial & Axial)
  • Doppelbrechung: 20 nm/cm
  • Inklusionstabelle auf Anfrage
  • Spezifikationen für "Premium Grade", "Mirror Grade" und "Tooling Grade" Materialqualitäten auf Anfrage

Chemische Eigenschaften

Lösung
(bei 95 °C)

Testdauer
(h)

Gewichtsverlust
(mg/cm-2)

5 % HCl
24
< 0,01
5 % NaOH
6
0,90
0,02 N Na2CO3
6
0,02
5 % H2SO4
24
< 0,01
H2O
24
< 0,01

Elektrische Eigenschaften

  • Dielektrische Konstante : 3,99 (100 Hz ; 25 °C)
  • Verlustfaktor : 0,00005 (100 Hz ; 25 °C)
  • DC-Volumenwiderstand: 1011,6 Ω x cm

Ebenheit

Oberflächenqualität

 

Alle gemachten Angaben und Spezifikationen sind mittlere Richtwerte und nicht garantiert. Bitte beachten Sie außerdem unsere "Hinweise zu Spezifikationen"