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Grundsätzlich gilt: Die Form der
Oberfläche eines Spiegels und dessen Glattheit sind wichtiger als das
Spiegelmaterial.
Bei Pyrex handelt es sich um ein getempertes
Borosilicat-Glas, das praktisch nur als Spiegelträger Verwendung findet.
Die für die Praxis wesentliche Eigenschaft von Pyrex ist die relativ
geringe Wärmeausdehnung. Es gibt zwei verschiedene Methoden, Pyrexrohlinge
herzustellen. Entweder werden die Scheiben aus großen Platten geschnitten
("Pyrex sheet glass") oder das glutflüssige Material wird gleich in eine
runde Form ("Pyrex blank") gegossen. Beim Guß der Platten oder der Rohlinge
kühlt sich das Material, das als erstes mit der Gußform in Verbindung
kommt, schlagartig ab und wird fest, während der Rest langsamer abkühlt.
Dadurch gibt es an der Gußhaut große mechanische Spannungen. Um die
Spannungen zu beseitigen, wird das Glas nach dem Erstarren in einem Ofen
bis knapp unter den Schmelzpunkt aufgeheizt, für eine Weile auf dieser
Temperatur gehalten und dann langsam abgekühlt. Dieser Prozeß wird als
Tempern (engl. "annealing") bezeichnet. Nicht nur Pyrex, sondern auch alle
anderen als Spiegelträger verwendeten Materialien müssen getempert werden.
Wenn die Spannungen im Glas bleiben, verändert sich die Form bei
Temperaturänderungen. Der Spiegel wird bei einer bestimmten Temperatur
parabolisiert und funktioniert - allerdings nur bei dieser Temperatur. Da
bei der Beobachtung die Temperatur meist tiefer liegt als bei der
Herstellung, muß man mit einer verzerrten Abbildung rechnen.
Die für die astronomische Beobachtung relevanten
Vorteile von Pyrex gegenüber anderen Materialien - insbesondere BK7 - sind:
Die bisher aus Taiwan an uns
gelieferten BK7 Spiegel haben trotz dieser Probleme eine hervorragende
optische Qualität, werden also offensichtlich mit der erforderlichen
Sorgfalt hergestellt. Die Pyrexspiegel vom gleichen Lieferanten sind im
Schnitt etwas besser.
Es sei noch angemerkt, daß die Vorteile von Pyrex im wahrsten Sinne des
Wortes ihren Preis haben: Pyrex ist schon bei 8" erheblich teurer als BK7.
Zum einen sind die "Zutaten" teurer. Pyrex besteht zu etwa 80% aus
Quarz. Der Anteil von Natrium, das beim Fensterglas die kräftige grüne
Farbe produziert, liegt bei Pyrex bei nur 5%. Zum anderen ist BK7 lokal
verfügbar, während die Pyrexrohlinge aus USA importiert werden müssen.
Zur Vollständigkeit seinen hier noch die verschiedenen
Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Glasmaterialien
genannt:
Float Glas | 8.4*10^-6/K |
BK7 | 7.1*10^-6/K |
Suprax | 4.3*10^-6/K |
Pyrex | 3.25*10^-6/K |
Zerodur | 0-0.1*10^-6/K |
Plate Glas, etc.: Das billigste der Materialien, mit denen Fernost-Teleskope geliefert werden, ist nicht getempert. Man erkennt das Material an der welligen Gußhaut am Spiegelrand. Dieses Material hat oft eine minderwertige Qualität. Wir hatten eine Reihe von Testspiegeln zur Verfügung, ein großer Anteil war unbrauchbar und hatte starke, dreieckige Verzerrungen sowie eine erhebliche sphärische Abberation.
Suprax: Dieses Glas fällt wie Pyrex in die Gruppe der Borosilikatgläser. Wegen seiner Spezifikationen wird dieses Material gerne in Bereichen eingesetzt, wo es zu hohen Temperaturschwankungen kommt und wo chemische Resistenz gefragt ist. Die Wärmeausdehnung ist nur minimal schlechter als Pyrex und auch die spezifische Dichte liegt im Bereich von Pyrex (2.3 g/cm^3).
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