低膨胀合金

[拼音]：dipengzhang hejin

[外文]：low expansion alloys

在一定的温度范围内尺寸几乎不随温度变化的合金，是膨胀合金的一种，又称因瓦(Invar)型合金。Invar是法文Invariable的缩写，意思是尺寸不变。因瓦合金主要用于制造标准尺、测微计、测距仪、钟表摆轮、块规、微波设备的谐振腔、 重力仪构件、 热双金属组元材料、光学仪器零件等。1896年法国吉尧姆 (C.E.Guillaume)发现后来被称为因瓦合金的30Ni-Fe合金，此合金在室温附近的平均热膨胀系数低于10^-6℃^-1。1927年日本增本量用钴取代因瓦合金中的部分镍而制成了超因瓦(Super－Invar)合金，其常温附近的热膨胀系数约为10^-7℃^-1。1931年增本量又制成了称为不锈因瓦 (Stainless Invar)的54Co-9Cr-Fe合金，在室温附近的热膨胀系数比因瓦合金和超因瓦合金都低，并且在大气或海水中具有良好的耐蚀性。后来又出现了低热膨胀系数的Fe-Pt系、Fe-Pd系、Mn-Pd系以及非晶态合金Fe-B系（见非晶态金属）。

因瓦型合金的反常热膨胀特性是由于本身固有的磁效应引起的。这种磁效应引起的体积变化与热胀冷缩效应相反，结果二者互相抵销而得到很低的热膨胀系数。影响因瓦型合金特性的因素，除化学成分外，还有冷加工和热处理的方法。常用的36Ni－Fe因瓦合金经冷加工或快冷可以降低热膨胀系数，缓冷则会提高热膨胀系数。然而快冷或冷加工所导致的低膨胀系数很不稳定，会随时间的推移而发生变化。因此，为了获得低膨胀系数和高稳定性，这种合金加工成元件后，要进行一定的热处理（如时效处理等）。经过处理的材料在0～100℃范围内弹性模量为15000kgf／mm²，平均热膨胀系数为1.2×10^-6℃^-1，热导率为 0.026cal/（cm·s·℃），电阻率为75μΩ·cm，居里温度为230℃，密度为8.1g/cm³。

参考书目

1. H.Saito， et al.， Physics and Applications ofInvar Alloys，Maruzen Co.，Tokyo，1978.

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