ゼロデュール

ゼロデュールは、ショット社が製造するリチウムアルミノケイ酸ガラスセラミックです。ゼロデュールは熱膨張係数（CTE）がほぼゼロであり、望遠鏡光学系、マイクロリソグラフィー装置、慣性航法システムなどの高精度用途に使用されています。

ゼロデュールは、溶融とセラミック化の2段階の工程で製造されます。ブランクのサイズによっては、各工程に数ヶ月かかる場合があります。^{[ 2 ]}

まず、酸化リチウム（Li ₂ O）、アルミナ（Al ₂ O ₃）、シリカ（SiO ₂ ）を主成分とする原材料を約 1600 °C の高温で溶融し 、型に流し込み、成形中に発生する内部応力を緩和する制御された冷却プロセスで焼きなましを行う。^{[ 3 ] [ 4 ]} 次に、ガラスは制御された体積結晶化を伴うセラミック化プロセスを経て、 30 nm ～ 50 nm の高石英ナノ結晶を生成する。^{[ 2 ]}結晶の負の CTE が残留ガラスマトリックスの正の CTE を相殺し、ゼロデュールの熱膨張がほぼゼロになる。^{[ 4 ]}  

Zerodurの主な用途には、天文学^{[ 5 ]}や宇宙用途^{[ 6 ]}の望遠鏡光学系、マイクロチップやディスプレイ用のリソグラフィ装置^{[ 7 ]}、航法用の慣性計測システム^{[ 8 ] [ 9 ]}などがあります。

天文学では、ホビー・エバリー望遠鏡^{[ 10 ]}、ケックI望遠鏡とケックII望遠鏡^{[ 11 ]}、 グラン・テレスコピオ・カナリアス^{[ 12} ] 、デヴァスタール光学望遠鏡[ ^{13 ] 、}ヨーロッパ南天天文台の8.2m超大型望遠鏡[ 14 ^]、39m超大型望遠鏡^{[ 15 ]などの大型望遠鏡の鏡面基板に}使用されています。また、 SOFIAの航空機搭載望遠鏡 の主鏡にも使用されています^{[ 16 ]。}

ASA（AstroSysteme Austria）もZerodurを使用した望遠鏡を製造している。^{[ 17 ]}

宇宙では、地球観測衛星Meteosat の画像装置[ ^{18 ]}やLISA Pathfinderミッションの光学ベンチ^{[ 19 ]に}使用されている。

マイクロリソグラフィーでは、ゼロデュールはウェーハステッパーやスキャナ装置で、ウェーハを正確かつ再現性よく位置決めするために使用されます。 ^{[ 20 ] [ 21 ]}また、フォトリソグラフィー用の屈折光学系のコンポーネントとしても使用されます。^{[ 22 ]}

慣性計測装置では、ゼロデュールはリングレーザージャイロスコープに使用されています。^{[ 23 ]}

ゼロデュールは、非晶質（ガラス質）成分と結晶質成分の両方を含んでいます。その最も重要な特性^{[ 24 ]}は次のとおりです。

• ^{この材料は特に熱膨張率が}低く、 0～50 ℃の温度範囲で平均値は0±0.007× ^10⁻⁶ K⁻¹である。 ^{[ 25 ]} 
• 介在物、気泡、内部の縞模様が少なく、高い3D均質性^{[ 25 ]を有する。}
• ホウケイ酸ガラスと同程度の硬度。
• コーティング剤に対する高い親和性。
• ヘリウム透過率が低い。
• 非多孔性。
• 優れた化学的安定性。
• 破壊靭性は約 0.9 MPa·m ^1/2。^{[ 26 ] [ 27 ]}

ショット社は、望遠鏡用の低膨張ガラスセラミックスの需要に応えるため、1960年代にユルゲン・ペツォルトをリーダーとしてガラスセラミックスの開発を開始した。^{[ 29 ]}

1966年、マックス・プランク天文学研究所（MPIA）の創設所長であるハンス・エルゼッサーは、望遠鏡の鏡の基板として、低膨張ガラスセラミックを使用して4メートル近い大型鋳造品を製造できるかどうかを同社に問い合わせた。1969年、MPIAは3.6メートル（12フィート）の鏡ブランクと、10個の小型鏡基板を発注した。鏡は1975年末までに納入され^{[ 29 ]} 、1984年にスペインのカラール・アルト天文台の望遠鏡で運用が開始された。その後も鏡ブランクの追加発注があった^{[ 30 ] 。}  

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