Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ausdehnung von Hightech-Materialien

27.05.2008
Immer häufiger erfordern industrielle Anwendungen Materialien, bei denen es auf höchste thermische Stabilität ankommt. Zur genauen Messung dieser Eigenschaft ist in der Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) ein Präzisionsinterferometer entwickelt worden.
Mit ihm kann in einer Absolutmessung die Längenänderung in Abhängigkeit von Temperatur, Zeit und gegebenenfalls Umgebungsdruck hochgenau bestimmt werden.

Thermisch stabile Materialien spielen eine wichtige Rolle in der dimensionellen Messtechnik und in der Präzisionsfertigung.

Die zurzeit höchsten Anforderungen an die thermische Stabilität kritischer Komponenten werden in der EUV-Lithographie an die Reflexionsmasken und -spiegel gestellt. Diese basieren deshalb auf Substraten aus Hightech-Gläsern/Keramiken, die einen sehr geringen thermischen Ausdehnungskoeffizienten alpha aufweisen sollen (alpha ;

Zur präzisen Charakterisierung von endmaßförmigen Messobjekten aus Hightech-Materialien wurde ein Präzisionsinterferometer mit dem Ziel entwickelt, Proben von bis zu 400 mm Länge mit Unsicherheiten im Sub-Nanometerbereich zu messen. Aus solch genauen Längenmessungen lässt sich der thermische Ausdehnungskoeffizient als Funktion der Temperatur mit Unsicherheiten bis zu 2 o 10-10 o K-1 berechnen. Weiterhin ist es möglich, quantitative Aussagen hinsichtlich Homogenität der thermischen Ausdehnung, Kompressibilität, Längenrelaxationen und auch der Langzeitstabilität von Proben zu erhalten.

Längenmessungen mit Sub-nm-Unsicherheiten erfordern neben der Anwendung frequenzstabilisierter Laser die Berücksichtigung von Einflüssen, deren Unsicherheitsbeiträge nur schwierig zu minimieren sind. Dazu wurden in der PTB in den letzten Jahren verschiedene Methoden entwickelt und in den Messablauf integriert. Als Beispiel sei ein neues Autokollimationverfahren erwähnt, welches dafür sorgt, dass die Lichtwellen exakt senkrecht auf die Oberflächen der Messobjekte treffen. Hierdurch wird der sogenannte Kosinusfehler unter 10-11 o L gesenkt. Zudem wird bei der elektronischen Auswertung der Interferenzbilder die genaue Zuordnung der Probenposition zu den Kamera-Pixel-Koordinaten berücksichtigt. Dies ist besonders wichtig bei Messobjekten mit größerer Parallelitätsabweichung der Endflächen und geringfügigen temperaturbedingten Positionsänderungen während der Messungen. Durch Berücksichtigung des temperaturbedingten Einflusses der Durchbiegung der rückseitig angesprengten Endplatte konnte die Präzision weiter gesteigert werden. Bei thermischen Ausdehnungsmessungen an typischen Proben werden nunmehr Längen- Messunsicherheiten von 0,25 nm erreicht.

In einer kürzlich abgeschlossenen internationalen Vergleichsmessung wurde die führende Stellung der PTB bei der Bestimmung von thermischen Ausdehnungskoeffizienten bestätigt. Die neuen Möglichkeiten zur präzisen Charakterisierung von Hightech- Materialien werden von Unternehmen aus Optik und Präzisionsfertigung bereits intensiv genutzt.

Ansprechpartner:
Dr. Rene Schödel, PTB-Arbeitsgruppe 5.44 Interferometrie an prismatischen Körpern, Tel. (0531) 592-5440, E-Mail: rene.schoedel@ptb.de

Erika Schow | idw
Weitere Informationen:
http://www.ptb.de
http://www.ptb.de/de/publikationen/news/html/news081/artikel/0814.htm

Weitere Berichte zu: Ausdehnung Ausdehnungskoeffizient

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Verfahrenstechnologie:

nachricht Fehlerzustände frühzeitig erkennen dank innovativer akustischer Verfahren zur Qualitätsprüfung
18.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT

nachricht Härtere Werkzeuge aus dem 3D-Drucker – Dresdner stellen neues Verfahren für Hartmetallindustrie vor
11.10.2018 | Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Verfahrenstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Auf dem Weg zu maßgeschneiderten Naturstoffen

Biotechnologen entschlüsseln Struktur und Funktion von Docking Domänen bei der Biosynthese von Peptid-Wirkstoffen

Mikroorganismen bauen Naturstoffe oft wie am Fließband zusammen. Dabei spielen bestimmte Enzyme, die nicht-ribosomalen Peptid Synthetasen (NRPS), eine...

Im Focus: Größter Galaxien-Proto-Superhaufen entdeckt

Astronomen enttarnen mit dem ESO Very Large Telescope einen kosmischen Titanen, der im frühen Universum lauert

Ein Team von Astronomen unter der Leitung von Olga Cucciati vom Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) Bologna hat mit dem VIMOS-Instrument am Very Large...

Im Focus: Auf Wiedersehen, Silizium? Auf dem Weg zu neuen Materalien für die Elektronik

Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Polymerforschung (MPI-P) in Mainz haben zusammen mit Wissenschaftlern aus Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgarien) und Madrid (Spanien) ein neues, metall-organisches Material entwickelt, welches ähnliche Eigenschaften wie kristallines Silizium aufweist. Das mit einfachen Mitteln bei Raumtemperatur herstellbare Material könnte in Zukunft als Ersatz für konventionelle nicht-organische Materialien dienen, die in der Optoelektronik genutzt werden.

Bei der Herstellung von elektronischen Komponenten wie Solarzellen, LEDs oder Computerchips wird heutzutage vorrangig Silizium eingesetzt. Für diese...

Im Focus: Goodbye, silicon? On the way to new electronic materials with metal-organic networks

Scientists at the Max Planck Institute for Polymer Research (MPI-P) in Mainz (Germany) together with scientists from Dresden, Leipzig, Sofia (Bulgaria) and Madrid (Spain) have now developed and characterized a novel, metal-organic material which displays electrical properties mimicking those of highly crystalline silicon. The material which can easily be fabricated at room temperature could serve as a replacement for expensive conventional inorganic materials used in optoelectronics.

Silicon, a so called semiconductor, is currently widely employed for the development of components such as solar cells, LEDs or computer chips. High purity...

Im Focus: Blauer Phosphor – jetzt erstmals vermessen und kartiert

Die Existenz von „Blauem“ Phosphor war bis vor kurzem reine Theorie: Nun konnte ein HZB-Team erstmals Proben aus blauem Phosphor an BESSY II untersuchen und über ihre elektronische Bandstruktur bestätigen, dass es sich dabei tatsächlich um diese exotische Phosphor-Modifikation handelt. Blauer Phosphor ist ein interessanter Kandidat für neue optoelektronische Bauelemente.

Das Element Phosphor tritt in vielerlei Gestalt auf und wechselt mit jeder neuen Modifikation auch den Katalog seiner Eigenschaften. Bisher bekannt waren...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Natürlich intelligent

19.10.2018 | Veranstaltungen

Rettungsdienst und Feuerwehr - Beschaffung von Rettungsdienstfahrzeugen, -Geräten und -Material

18.10.2018 | Veranstaltungen

11. Jenaer Lasertagung

16.10.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Ultraleichte und belastbare HighEnd-Kunststoffe ermöglichen den energieeffizienten Verkehr

19.10.2018 | Materialwissenschaften

IMMUNOQUANT: Bessere Krebstherapien als Ziel

19.10.2018 | Biowissenschaften Chemie

Raum für Bildung: Physik völlig schwerelos

19.10.2018 | Bildung Wissenschaft

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics