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康宁 ULE®（Ultra-Low Expansion Glass）
ULE 是美国 Corning（康宁）公司开发的超低膨胀玻璃，主要成分为 SiO₂–TiO₂（约7~8%TiO₂）。它是一种非晶态玻璃材料，通过成分调控实现极低的热膨胀系数，具有极高的光学均匀性与化学稳定性。ULE 的突出特征是光学透过性好、尺寸稳定、可大尺寸铸造。
肖特 ZERODUR® 微晶玻璃陶瓷
ZERODUR 是德国 SCHOTT（肖特）公司的代表性微晶玻璃陶瓷材料，由玻璃基体经受控晶化形成细微晶相（约70%晶体 + 30%玻璃相）。
它是一种近零热膨胀复合材料，具有极高的尺寸稳定性与机械强度，被誉为“天文望远镜镜基材料的黄金标准”。
| 对比项目 | 康宁 ULE® | 肖特 ZERODUR® |
|---|---|---|
| 材料类型 | 非晶态玻璃（单相） | 微晶玻璃陶瓷（多相复合） |
| 主要成分 | SiO₂ + TiO₂ (~7.5%) | SiO₂–Al₂O₃–Li₂O–TiO₂–ZrO₂ 等 |
| 热膨胀系数 (20–300°C) | 0 ± 0.02 ×10⁻⁶/K | 0 ± 0.007 ×10⁻⁶/K |
| 密度 | 2.21 g/cm³ | 2.53 g/cm³ |
| 最高使用温度 | ~500 °C | ~600 °C |
| 热导率 | 1.31 W/m·K | 1.46 W/m·K |
| 比热容 | 767 J/kg·K | 821 J/kg·K |
| 光学透过性 | ✅ 高透光（UV~IR），可制成光学透镜 | ❌ 不透明，仅反射结构 |
| 机械强度 | 中等，抗弯强度约 60 MPa | 高，抗弯强度约 100 MPa |
| 均匀性 | 优秀（适合透射光学件） | 稳定（适合反射光学件） |
| 可抛光性 | 极佳 | 极佳 |
| 材料状态 | 玻璃态（可熔铸） | 晶化态（需退火结晶） |
| 价格与制造难度 | 可量产大尺寸，成本相对较低 | 晶化工艺复杂，成本较高 |
三、主要应用领域差异
| 应用领域 | 康宁 ULE® | 肖特 ZERODUR® |
|---|---|---|
| 天文望远镜镜基 | ✅ 可用于大型透射/反射镜（如NASA Hubble 早期测试镜） | ✅ 主流选材（ESO、JWST、TMT等主镜基材） |
| 光学透镜与窗口片 | ✅ 高透光率、光学均匀性好 | ❌ 不透光 |
| 激光系统组件 | ✅ 用于高功率激光窗口、光学元件 | ✅ 用于反射镜基座 |
| 半导体光刻系统 | ✅ 透射光学模块（投影透镜） | ✅ 反射光学模块（反射镜基底） |
| 航天光学结构件 | ✅ 轻量化镜片与支撑框 | ✅ 精密光学支架与镜基 |
| 干涉仪与计量仪器 | ✅ 光路组件 | ✅ 稳定结构与基板 |
| 卫星与空间望远镜 | ✅ 可用于光学透镜与窗口 | ✅ 用于结构件与反射镜背板 |
四、性能与应用逻辑差别分析
| 分类 | ULE® 优势 | ZERODUR® 优势 |
|---|---|---|
| 光学性能 | 透光性极佳，适合透射系统 | 不透光，反射系统理想基底 |
| 热膨胀稳定性 | 接近零膨胀（略高） | 接近零膨胀（更稳定） |
| 机械强度 | 较低，需结构支撑 | 高，能承载大型镜体 |
| 尺寸可控性 | 可制造超大尺寸（直径>4m） | 可制造精密稳定结构件 |
| 重量 | 密度低，轻量化优势 | 密度略高，刚性更强 |
| 典型使用方向 | 透射光学组件、窗口、透镜、激光光学件 | 反射镜基座、天文镜基、光刻机反射模块 |
五、选材建议
| 应用需求 | 推荐材料 | 说明 |
|---|---|---|
| 高透光性、光学均匀性要求高 | ULE® | 非晶结构无晶界散射，适合透镜与窗口 |
| 尺寸稳定、结构承载与零漂移 | ZERODUR® | 微晶结构抗形变能力强 |
| 大尺寸轻量化反射镜 | ZERODUR®（蜂窝结构可选） | 可实现低变形镜基 |
| 高精度计量与干涉仪平台 | ZERODUR® | 长期尺寸稳定性优越 |
| 光学透射组件与激光窗口 | ULE® | 透过率高、加工性好 |
ULE®（康宁） —— 光学透射优选材料
适合用于光学透镜、窗口片、激光光学系统及空间光学组件，特点是透光性能优异、热漂移小、密度低。
ZERODUR®（肖特） —— 反射与结构优选材料
以近零热膨胀和高刚性著称，适用于高精度反射镜、计量平台和光学机械结构件，是全球天文与光刻系统的主流镜基材料。
jundro 陶瓷在微晶玻璃加工领域展现出多维度的独特优势，凭借深耕行业多年的技术沉淀与工艺创新，为全球半导体、航天航空、光电设备等领域的客户提供了高精度、高可靠性、定制化的微晶玻璃产品及解决方案，成为众多客户项目落地的核心助力。
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