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- Unsere Geschichte
Das reiche Erbe der Quarzglas-Innovation
Was prägt unser Erbe? Unser Vermächtnis basiert auf den bahnbrechenden Innovationen unserer Vergangenheit und jedem Partner, der von unserer Wirkung geprägt wurde. Unser Einfluss und unser Erbe erstrecken sich über einfache Handlungen hinaus. Wir bezeichnen es stolz als "Transformation der Branche".
Schauen Sie zurück auf unsere historischen Durchbrüche in der Glasinnovation, erfahren Sie, was wir erreicht haben, wie wir es geschafft haben, und welche Entscheidungen wir getroffen haben, um die Branche zu revolutionieren. Unsere Reise begann 1899 mit der wegweisenden Arbeit des Heraeus-Chemikers Richard Küch.
1899 erfand Richard Küch, Physiker und Chemiker bei Heraeus, einen neuartigen Ofen auf der Basis eines Knallgasgebläses, das bei 2000°C Bergkristall schmelzen konnte, um erstmals blasenfreies Quarzglas von hoher Reinheit herzustellen. Seitdem ist Quarzglas, ein neues Material mit besonderen Eigenschaften, industriell verfügbar. Diese Erfindung legte den Grundstein für unser Engagement für Innovation und Spitzenleistungen bei der Herstellung von hochreinem Quarzglas im industriellen Maßstab.
1912 wurde die Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG in Hanau gegründet und ist auch heute noch die juristische Person, in der unser Unternehmen Heraeus Comvance beheimatet ist. Heraeus Quarzglas produzierte zunächst Laborgeräte aus Quarzglas für die chemische Industrie. Es folgten weitere Anwendungen wie Optik (optisches Quarzglas), Temperaturmessung (Platin-Widerstandsthermometer) und Lampen (wie die Original Hanauer Höhensonne®).
1949 stellte Heraeus erstmals erfolgreich Quarzglasrohre in einem elektrischen Ziehofen her. Diese Errungenschaft markierte einen bedeutenden Meilenstein in der Entwicklung hochwertiger Quarzglasprodukte und eröffnete neue Möglichkeiten für verschiedene Industrien, insbesondere für die Herstellung von optischen Fasern.
Im Jahr 1955 gelang es Heraeus, synthetisches Quarzglas mit Hilfe einer speziellen Blasrohrtechnik herzustellen. Dieser Durchbruch ermöglichte die Herstellung von hochreinem Quarzglas mit einem hohen Grad an UV-Transparenz. Das daraus resultierende Material Suprasil® fand breite Anwendung in der Luft- und Raumfahrttechnik, wo es für verschiedene optische Komponenten wie Spiegelprismen, Linsen und Fenster verwendet wurde.
Für die heutigen Telekommunikationsfasern ist synthetisches Quarzglas immer noch das Material der Wahl, um die Lichtausbreitung in einer Faser zu maximieren und die geringsten Raten von Faserbrüchen auf dem Zugturm zu erreichen.
Die legendäre Apollo-11-Mission brachte am 20. Juli 1969 nicht nur den ersten Menschen auf den Mond, sondern auch einen Laserreflektor zum natürlichen Satelliten der Erde. Der Reflektor ist auch heute noch in Betrieb und dient zur Messung der genauen Entfernung zwischen Erde und Mond (etwa 384 000 km). Er besteht aus einer Anordnung von 100 Tripelprismen aus Quarzglas von Heraeus.
Die von Heraeus gelieferten Quarzglasröhren spielten dabei eine entscheidende Rolle. Diese bahnbrechende Erfindung ermöglichte die verlustarme Lichtübertragung in Glasfasern, die den Weg für die Anwendung in der Datenkommunikation über praktische Entfernungen in der Größenordnung von Kilometern ebnete. Heraeus lieferte diese Röhren und später auch größere Zylinder an AT&T und die nachfolgenden Unternehmen Lucent, OFS Fitel und Furukawa, die immer noch am ursprünglichen Standort von AT&T produzieren.
Durch die Aufnahme der Massenproduktion von Rohren aus natürlichem Siliziumdioxid war Heraeus in der Lage, eine zuverlässige und konstante Versorgung mit diesem wichtigen Material zu gewährleisten, um die wachsende Nachfrage der verschiedenen Industriezweige zu befriedigen. Durch den Einsatz fortschrittlicher Fertigungstechniken und eine strenge Qualitätskontrolle wurde sichergestellt, dass die produzierten Rohre eine außergewöhnliche Reinheit und Maßgenauigkeit aufweisen.
Das Werk in Buford begann, AT&T durch die lokale Herstellung von Rohren zu unterstützen, aus denen Fasern mit einer Länge von 35 km gezogen wurden. Im Laufe der Zeit hat das Werk seine Fertigungskapazitäten erweitert und stellt nun Vorformen her, die zu Fasern von 7000 Kilometern Länge gezogen werden.
Mitte der 1980er Jahre entwickelte Heraeus ein Großserienverfahren zur Herstellung von Zylindern aus synthetischem Quarzglas. Gasförmige Rohstoffe, die in ihrer Molekularstruktur Kieselsäure enthalten, werden verbrannt, so dass sich Quarzrußpartikel bilden, die in einem OVD-Verfahren (Outside Vapor Deposition) auf einem rotierenden Stab abgelagert werden. Der Ruß sammelt sich an und bildet einen porösen Körper mit einer Dichte, die weniger als 25 % der von Quarzglas beträgt. Aufgrund seiner hohen Oberfläche ist es leicht, den porösen Rußkörper mit Funktionsgasen zu infiltrieren. Um die Lichtabsorption durch Wasser in einer faseroptischen Anwendung zu eliminieren, wird Wasserstoff in einem Dehydratisierungsschritt vor der Verglasung des Rußkörpers durch Chlor ersetzt. Der Rußkörper kann auch mit Fluor dotiert werden, um ein Material mit geringerer Dichte für optische Fasern mit radialen Brechungsindexprofilen zu erhalten. Anschließend wird der poröse Körper erhitzt und zu einem transparenten Quarzglaskörper gesintert oder verglast.
Nach der Wiedervereinigung von Ost- und Westdeutschland im Jahr 1990 baute Heraeus auf der chemischen Infrastruktur und den vorhandenen Arbeitskräften in Bitterfeld auf und errichtete eine Anlage zur großtechnischen Herstellung des hochreinen synthetischen Quarzglases, das vor allem in der Telekommunikationsfaseranwendung zunehmend gefragt war. Aufgrund seiner vorteilhaften Eigenschaften wird das Material auch in Bereichen wie Optik, Spezialfasern für industrielle Anwendungen, Halbleiterherstellung und Lasertechnik eingesetzt.
Zuvor wurden die großen Zylinder aus Bitterfeld in unserem Werk in Buford in Rohre gezogen, die nacheinander zur Herstellung von Glasfasern durch ein Rod-in-Tube (RIT)-Verfahren verwendet wurden, bei dem ein Kernstab in das Rohr eingeführt und die Baugruppe oder Vorform zu einer Faser gezogen wurde. Das Rod-in-Cylinder (RIC®)-Verfahren umgeht den Schritt des Rohrziehens und ermöglicht sehr große Vorformen/Baugruppen. Auf diese Weise wird nicht nur die Leistung der Faser durch Verringerung der Dämpfung verbessert, sondern es können auch die Produktionskosten gesenkt werden, indem die Chargengrößen erhöht werden.
2004: Quarzglaskugeln beweisen Einsteins Theorie. Heraeus spielte eine Rolle im Projekt Gravity Probe B der NASA, indem es Quarzglasmaterialien für die Herstellung von Kreiseln lieferte, die dazu beitrugen, die Relativitätstheorie von Einstein zu bestätigen.
2009 lieferte Heraeus Quarzglasmaterialien für die Herstellung von Prismen und Linsen für den Astrometriesatelliten Gaia, ein Projekt der Europäischen Weltraumorganisation (ESA).
Erfahren Sie mehr über "Wie Heraeus es auf den Mond geschafft hat".
Die Dotierung mit Fluor wird auch als Abwärtsdotierung bezeichnet, da sie den Brechungsindex im Vergleich zu reinem Quarzglas senkt. Auf diese Weise hat sie den gegenteiligen Effekt wie die Aufdotierung mit Germanium, die im Kern einer Faser verwendet wird. Die Kombination verschiedener Brechungsindizes im Radialprofil einer Glasfaser ermöglicht fortschrittliche Faserdesigns zur Optimierung der Lichtleiteigenschaften. Bei ULL-Fasern (Ultra Low Loss) kann beispielsweise ein klarer Siliziumdioxid-Kern mit einem abwärtsdotierten Mantel kombiniert werden, um die Lichtausbreitung in Langstreckennetzen zu verbessern. Bei biegungsoptimierten Fasern kann um den lichtleitenden Kern ein abwärtsdotierter Graben eingeführt werden, um die Leiteigenschaften zu verbessern und die Lichtverluste zu verringern, wenn die Faser gebogen wird.
Durch die großflächige Einführung der Downdoping-Technologie hat Heraeus die Innovation und den Fortschritt im Bereich der optischen Fasern vorangetrieben und damit das Angebot von fortschrittlicheren und zuverlässigeren Lösungen ermöglicht.
Durch die Erhöhung der Produktionskapazitäten und die Einführung neuer Technologien ist Heraeus in der Lage, die wachsende Nachfrage nach RIC®-Quarzglaszylindern zu befriedigen. Diese Erweiterung spiegelt auch das Engagement von Heraeus für Innovation und seine Fähigkeit wider, zuverlässige und hochwertige Quarzglasprodukte zu liefern.
Heraeus hat ein neuartiges, mit Seltenen Erden dotiertes Quarzglasmaterial entwickelt, das Hochleistungs-Faserlaser im Multi-Kilowatt-Bereich ermöglicht. Dieses innovative Material, bei dem Seltene Erden in Quarzglas eingearbeitet sind, ermöglicht eine effiziente Umwandlung und Übertragung von Licht und damit die Erzeugung von Hochleistungslaserstrahlen in Faserlasern. Dieser technologische Fortschritt ermöglichte der Industrie und der Forschung eine höhere Leistung und präzisere Laserbearbeitung.
Im Jahr 2020 wurden auf der RIC® 230-Pilotanlage Zylinder mit einer Verstreckung von 10.000 Kilometern Fasern pro Charge hergestellt, was die Effizienz und Kosteneffizienz der Zylinderproduktion deutlich erhöht.
