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Invar金属合金成分: Invar是一种含镍36%-41%的铁镍铁合金，具有出色的可控膨胀特性。Invar36在从-150°C(-238°F)一直到260°C(500°F)的极端温度范围内有效，而Invar42或SuperInvar在温度范围内保持几乎恒定的尺寸从-32°C(-25.6F)到275°C(527°F)。Invar主要用于受控膨胀和磁性应用。这种镍铁合金坚韧、用途广泛，在正常大气和低温下仍能保持良好的强度。它可以是热成型、冷成型或机加工的。
用于高温应用的Invar镍铁合金： Invar36具有可控的膨胀特性，在-150°C(-238°F)到260°C(500°F)的极端温度范围内有效，而Invar42在-32°C范围内有效(-25.6F)至275°C(527°F)。这种有益的品质使Invar36和Invar42成为制造精密仪器的最有效合金。改进的微屈服强度大大降低了膨胀，使Invar36和Invar42非常适合需要在变化的温度下具有高度热稳定性的应用。首选应用： 1、飞机控制 2、光学和激光系统 3、无线电和电子设备 4、变压器和电容器套管 5、汽车和工业灯 Invar合金的其他优势： 除了接近零的CTE（热膨胀系数）外，Invar36和Invar42设计用于许多不同行业的精密机械系统，因此不限于光机械工程。Invar36和Invar42's改进的尺寸稳定性可承受应力随时间的变化。
此处将镍/铁合金的热膨胀系数与合金中镍的百分比（以质量为基础）作图。急剧的最小值出现在 36% Ni 的因瓦合金比率处。 殷瓦钢概述： 殷瓦合金，通常也称为FeNi36（美国为64FeNi），是一种镍铁合金，以其独特的低热膨胀系数（CTE或α）而著称。殷瓦钢这个名字来源于“不变”这个词，指的是它随着温度的变化而相对缺乏膨胀或收缩。1895年，瑞士物理学家查尔斯·爱德华·纪尧姆发现了这种合金，并因此获得了1920年的诺贝尔物理学奖。它促进了科学仪器的改进。 属性: 与其他镍/铁成分一样，殷瓦钢是一种固溶体；也就是说，它是一种单相合金。在一种商业版本中，它由大约36%的镍和64%的铁组成。西屋科学家在1961年将因瓦合金范围描述为“30-45原子百分比的镍”。普通等级的殷瓦合金的热膨胀系数（表示为α，在20°C和100°C之间测量）约为1.2×10-6K-1(1.2ppm/°C)，而普通钢的值约为11–15ppm/°C。超纯等级(<0.1%Co)可以轻松产生低至0.62–0.65ppm/°C的值。一些配方显示负热膨胀(NTE)特性。尽管它在一定温度范围内显示出高尺寸稳定性，但它确实具有蠕变倾向。 应用: Invar用于需要高尺寸稳定性的地方，例如精密仪器、时钟、地震蠕变仪、电视阴影罩框架、发动机中的阀门和大型航空结构模具。 它的第一个应用是用于精密调节时钟的手表平衡轮和摆杆。在发明摆钟时，它是世界上最精确的计时器，而计时精度的限制是由于钟摆长度的热变化。Riefler调节器时钟由ClemensRiefler于1898年开发，是第一个使用殷钢钟摆的时钟，其精度为每天10毫秒，并且在1930年代之前一直是海军天文台和国家时间服务的主要时间标准。 在土地测量中，进行一阶（高精度）高程水准测量时，使用的水准尺（水准尺）由殷钢制成，而不是木材、玻璃纤维或其他金属。Invar支柱被用于一些活塞中，以限制它们在气缸内的热膨胀。在用于航空航天碳纤维叠层模具的大型复合材料结构的制造中，殷瓦合金用于促进零件的制造，使其具有极其严格的公差。 在天文领域，殷瓦合金被用作支撑天文望远镜尺寸敏感光学的结构部件。殷瓦合金优越的尺寸稳定性使天文望远镜显着提高了观测精度和准确度。 变体 原始殷钢材料有一些变化，其热膨胀系数略有不同，例如： 1、Inovco是Fe–33Ni–4.5Co，α为0.55ppm/°C（20–100°C）。 2、FeNi42（例如NILO合金42）的镍含量为42%，α≈5.3ppm/°C，广泛用作电子元件、集成电路等的引线框架材料。 3、FeNiCo合金（命名为Kovar或DilverP）具有与硼硅酸盐玻璃相同的膨胀行为，因此可用于各种温度和应用中的光学部件，例如卫星。 异常性质的解释： 对于殷瓦合金异常低的CTE的详细解释已被证明是物理学家难以捉摸的。所有富含铁的面心立方Fe-Ni合金在其测量的热和磁性能中都显示出殷瓦钢的异常，随着合金成分的不同，其强度会不断变化。 科学家们曾经提出，殷瓦钢的行为是面心立方Fe-Ni系列中发生的高磁矩到低磁矩转变的直接结果（这会产生矿物反钛矿）；然而，这个理论被证明是不正确的。相反，似乎低磁矩/高磁矩转变之前是高磁矩受挫的铁磁状态，其中Fe-Fe磁交换键具有正确符号的大磁体积效应和量级以产生观察到的热膨胀异常。 王等人。考虑了Fe中全铁磁(FM)配置和自旋翻转配置(SFC)之间的统计混合，3Pt具有从第一性原理计算预测的FM和SFC的自由能，能够预测各种压力下负热膨胀的温度范围。结果表明，所有单个FM和SFC都具有正热膨胀，而负热膨胀源于体积小于FM的SFC数量的增加。 |
