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Fertigungskette von Si-Kugeln und interferometrische Bestimmung des Kugelvolumens

Polieren

 

In klimatisierten Räumen werden die Technologie und spezielle Strategien für das Polieren von ebenen und sphärischen Werkstücken aus spröden Werkstoffen wie Silizium-Einkristallen, Zerodur und anderen Gläsern erarbeitet. Wir entwickeln Polierstrategien für seltene Metalllegierungen, überwiegend zum Einsatz in der Messtechnik.

 

Eine unserer speziellen Aufgaben ist die Fertigung von Siliziumkugeln höchster Genauigkeit für die Definition des Kilogramms. Hierzu wurde eine aufwändige Fertigungskette mit einem besonderen Polierverfahren entwickelt.
Alle Zielvorgaben wurden erreicht bzw. weit unterschritten:
- Formabweichung kleiner 100 nm (Geringster Formfehler bislang: 16,3 nm)
- Oberflächen kontaminationsfrei (keine prozessbedingt eindiffundierten oder
  anhaftenden Metalle)
- Mittenrauwert kleiner als 1 nm (Standard bei ca. Ra=0,2 nm)
- Kristallstruktur auch Oberflächennah ungestört ( kein sog. „sub-surface-damage“)
- Oxidschicht gleichmäßig, nur wenige Nanometer dünn

 

 

1-kg-Siliziumkugel
Durchmesser ca. 90 mm
Pt-Ir Massen

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