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对因瓦效应的认识理学院董俊华学号201010802004一、关于因瓦效应因瓦效应(InvarEffect)一般指一些磁性体在磁性相变温度即居里点Tc以下，其热膨胀索数趋近为零的现象.1896年法国物理学家C.E.Guialme发现了一种奇妙的合金[1]，这种合金在磁性温度即居里点附近热膨胀系数显著减少，出现所谓反常热膨胀现象（负反常），从而可以在室温附近很宽的温度范围内，获得很小的甚至接近零的膨胀系数，这种合金的组成是64%的Fe和36%的Ni，呈面心里方结构，其牌号为4J36，它的中文名字叫殷钢，英文名字叫因瓦合金（invar），意思是体积不变。
这个卓越的合金对科学进步的贡献如此之大，致使其发现者法国人 C.E.Guilaume 为此获得1920年的诺贝尔奖，在历史上他是第一位也是唯一的科学家因一项冶金学成果而获此殊荣。
因瓦合金自从十九世纪被发现以来，人们就被它的巨大的工业应用潜力和所蕴含的丰富的物理内容所吸引，因瓦效应的研究不仅是阐明金属及其合金、化合物磁性起源的重要途径，而且在精密仪器仪表、微波通讯、石油运输容器以及高科技产品等领域有广泛的实际作用，因而因瓦合金是许多冶金材料学家力于开拓的新材料领域，其机理也是凝聚态物理学家尚待解决的难题。
一般来说，绝大多数金属和合金都是在受热时体积膨胀，冷却时体积收缩，它们的热膨胀系数呈线性增大，但是元素周期表中的铁、镍、钴等过渡族元素组成的某些合金，由于它们的铁磁性，在一定的温度范围内，热膨胀不符合正常的膨胀规律，具有因瓦效应的反常热膨胀。
例如，4J36因瓦合金在居里点以上的热膨胀与一般合金相似，但在居里点以下形成反常热膨胀，为了搞清因瓦合金的机理，科学家们作了大量的实验，试验表明，它的机理与化学成分及磁性有关，它在一定范围的线膨胀系数是由低膨胀和高膨胀两部分组成，含镍量在一定范围内的增减会引起铁、镍合金线膨胀系数的急剧变化。
当含有32%-36%的镍合金具有很低的线膨胀系数，一般平均膨胀系数为ã=1.5×10 -6 oC，当含Ni量达到36%时，因瓦合金热膨胀系数最低，达到a=1.8 10-6 oC，从而可获得低到接近零值甚至负值的热膨胀系数。
1.Invar目录1 发现历史2 Invar的命名3 invar的特性4 invar的发展及应用前景因室温附近长度几乎不变，命名为因瓦合金(Invar为Invariability的缩写)。
中文名【因瓦合金】，也可简称为 Invar，即含有35.4%镍的铁合金，中国牌号4J36等。
常温下具有很低的热膨胀系数（-20℃~20℃之间，其平均值约1.6×1.1.Invar - 发现历史1896年，瑞士籍法国物理学家纪尧姆（C.E.Guialme）发现该成分的合金具有的这一特性：在常温下（-80~230℃）内表现出很小的热膨胀系数。
Guilaume 由于该发现也荣获1920年的诺贝尔奖，这是继德国物理学家伦琴（Wilhelm.Conrad.Roentgen）之后第二个获此殊荣的物理学家，也是冶金专业第一个获此殊荣的科学家。
1.2.Invar - Invar的命名因为不同语言之间差异等原因，Invar的命名众多，但是比较常用的名称分类如下：1. 美、英：Invariable Alloy，另外还有Invar36，Invar35，Ni36Fe，Fe-Ni36，NiInvar，Unispan36，Ni1036等；2. 日：不变钢；3. 德：Vacodil36 ，另外还有Ni1036等瓦，4J36，无膨胀合金等。
目前通行的比较规范的写法是Invar和因瓦。
1.3.Invar - invar的特性1．热膨胀系数小，常温下平均膨胀系数1.6×10-6/℃，且在室温－80℃~230℃时比较稳定。
2．强度、硬度不高，抗拉强度在590Mpa左右，屈服强度在410Mpa左右，布氏硬度在141HBS左右。
3．导热系数低，为10W/m.K ，仅为45钢导热系数的1/4左右。
45号钢的导热系数为45 W/m.K4．塑性、韧性、延伸率、断面收缩率以及冲击韧性都很高，延伸率δ= 30~45%，收缩率δ=50~70%。
因瓦合金(Invar alloy)简史法国人纪尧姆(C．E．Guillaume)为寻找标准尺材料铂铱合金的代用品，在1896年发明了FeNi36合金，在-50～100℃范围的平均线膨胀系数低于1.5×10-6/℃，约为普通钢的1/10。
因室温附近长度几乎不变，命名为因瓦合金(Invar为Invariability的缩写)。
这种合金在磁性温度即居里点附近热膨胀系数显著减少，出现所谓反常热膨胀现象（负反常），从而可以在室温附近很宽的温度范围内，获得很小的甚至接近零的膨胀系数，这种合金的组成是64%的Fe和36%的Ni，呈面心立方结构。
是电子工业和精密仪表工业用量较多的重要材料。
一、因瓦效应因瓦合金自从十九世纪被发现以来，人们就被它的巨大的工业应用潜力和所蕴含的丰富的物理内容所吸引，因瓦效应的研究不仅是阐明金属及其合金、化合物磁性起源的重要途径，而且在精密仪器仪表、微波通讯、石油运输容器以及高科技产品等领域有广泛的实际作用，因而因瓦合金是许多冶金材料学家力于开拓的新材料领域，其机理也是凝聚态物理学家尚待解决的难题。
一般来说，绝大多数金属和合金都是在受热时体积膨胀，冷却时体积收缩，它们的热膨胀系数呈线性增大，但是元素周期表中的铁、镍、钴等过渡族元素组成的某些合金，由于它们的铁磁性，在一定的温度范围内，热膨胀不符合正常的膨胀规律，具有因瓦效应的反常热膨胀。
例如，4J36因瓦合金在居里点以上的热膨胀与一般合金相似，但在居里点以下形成反常热膨胀，为了搞清因瓦合金的机理，科学家们作了大量的实验，试验表明，它的机理与化学成分及磁性有关，它在一定范围的线膨胀系数是由低膨胀和高膨胀两部分组成，含镍量在一定范围内的增减会引起铁、镍合金线膨胀系数的急剧变化。
当含有32%~36%的镍合金具有很低的线膨胀系数，一般平均膨胀系数为ã=1.5×10-6/℃，当含Ni量达到36%时，因瓦合金热膨胀系数最低，达到a=1.8 10-6/℃，从而可获得低到接近零值甚至负值的热膨胀系数。
铁钴镍合金材料参数铁钴镍合金材料参数——为高性能应用而生引言：在现代科技发展迅猛的时代，材料科学作为一门重要学科，不断推动着各个领域的进步。
铁钴镍合金作为一类重要的功能材料，因其独特的物理和化学性质，在航空航天、汽车制造、电子设备等领域中得到了广泛应用。
本文将深入探讨铁钴镍合金的参数特征、性能优势以及发展前景，并回顾其应用历程，以帮助读者全面理解这一主题。
一、铁钴镍合金材料参数的简介1.1 化学成分铁钴镍合金是指以铁、钴和镍为基本元素的合金材料。
根据不同比例和添加元素的差异，可以获得不同类型的铁钴镍合金。
常见的铁钴镍合金包括Fe-Co-Ni、Fe-Co-Ni-Cu、Fe-Co-Ni-Mo等。
1.2 结构特点铁钴镍合金具有面心立方结构或体心立方结构，这使得它们在高温和低温环境中都能保持良好的稳定性。
由于其晶粒细小，具有优异的力学性能和耐腐蚀性能。
二、铁钴镍合金材料参数的性能优势2.1 优良的热稳定性铁钴镍合金具有出色的高温稳定性，可以在高温环境下长时间工作而不失效。
这使得它们在航空航天领域中得到广泛应用，如发动机涡轮盘、喷气发动机叶片等部件。
2.2 良好的机械性能铁钴镍合金拥有优秀的机械性能，高韧性和抗拉强度。
这使得它们在制造领域中应用广泛，如汽车发动机部件、工具和模具等。
2.3 良好的磁性能铁钴镍合金具有优良的磁性能，具有高磁导率和低磁滞损耗。
这使得它们在电子设备领域中得到广泛应用，如传感器、电感器和电机。
三、铁钴镍合金材料参数的应用前景铁钴镍合金由于其出色的性能，被广泛应用于许多领域，并具有广阔的前景。
3.1 新能源领域随着新能源汽车的兴起，铁钴镍合金作为电池材料备受关注。
其优异的导电性和循环稳定性，使之成为锂离子电池和燃料电池的理想选择。
3.2 航空航天领域铁钴镍合金在航空航天领域具有重要的地位。
其出色的高温稳定性和机械性能，使之成为制造航空发动机、航天器结构件以及高温陶瓷基复合材料的理想材料。
1.Invar目录1 发现历史2 Invar的命名3 invar的特性4 invar的发展及应用前景因室温附近长度几乎不变，命名为因瓦合金(Invar为Invariability的缩写)。
中文名【因瓦合金】，也可简称为 Invar，即含有35.4%镍的铁合金，中国牌号4J36等。
常温下具有很低的热膨胀系数（-20℃~20℃之间，其平均值约1.6×1.1.Invar - 发现历史1896年，瑞士籍法国物理学家纪尧姆（C.E.Guialme）发现该成分的合金具有的这一特性：在常温下（-80~230℃）内表现出很小的热膨胀系数。
Guilaume 由于该发现也荣获1920年的诺贝尔奖，这是继德国物理学家伦琴（Wilhelm.Conrad.Roentgen）之后第二个获此殊荣的物理学家，也是冶金专业第一个获此殊荣的科学家。
1.2.Invar - Invar的命名因为不同语言之间差异等原因，Invar的命名众多，但是比较常用的名称分类如下：1. 美、英：Invariable Alloy，另外还有Invar36，Invar35，Ni36Fe，Fe-Ni36，NiInvar，Unispan36，Ni1036等；2. 日：不变钢；3. 德：Vacodil36 ，另外还有Ni1036等瓦，4J36，无膨胀合金等。
目前通行的比较规范的写法是Invar和因瓦。
1.3.Invar - invar的特性1．热膨胀系数小，常温下平均膨胀系数1.6×10-6/℃，且在室温－80℃~230℃时比较稳定。
2．强度、硬度不高，抗拉强度在590Mpa左右，屈服强度在410Mpa左右，布氏硬度在141HBS左右。
3．导热系数低，为10W/m.K ，仅为45钢导热系数的1/4左右。
45号钢的导热系数为45 W/m.K4．塑性、韧性、延伸率、断面收缩率以及冲击韧性都很高，延伸率δ= 30~45%，收缩率δ=50~70%。
invar36化学成分Invar36是一种特殊的合金材料，其化学成分主要由铁、镍和钴组成。
它具有独特的热膨胀系数，使其在高温环境下能够保持较好的稳定性。
下面将从Invar36的组成、特性、应用等方面进行介绍。
一、Invar36的化学成分Invar36合金的化学成分主要包括64%的铁（Fe）和36%的镍（Ni），其中还含有少量的钴（Co）。
这种特殊的成分比例赋予了Invar36合金独特的物理和化学性质。
二、Invar36的特性1. 低热膨胀系数：Invar36合金具有非常低的热膨胀系数，即在温度变化下其尺寸变化较小。
这一特性使得Invar36合金在高温环境下能够保持较好的稳定性，不易发生变形和破裂。
2. 高抗氧化性：Invar36合金具有良好的抗氧化性能，能够在高温环境下长时间保持表面的光洁度和稳定性。
这一特性使得Invar36合金在高温工作环境中具有较长的使用寿命。
3. 优异的机械性能：Invar36合金具有较高的硬度和强度，同时具有一定的韧性和延展性。
这使得Invar36合金在各种工程应用中具有良好的可加工性和可塑性。
三、Invar36的应用领域1. 高温设备：由于Invar36合金具有良好的热稳定性和抗氧化性能，因此广泛应用于高温设备的制造。
例如，航空航天领域的燃气涡轮发动机、航空发动机的燃烧室等。
2. 光学仪器：Invar36合金具有低热膨胀系数和较好的稳定性，因此在光学仪器的制造中得到广泛应用。
例如，天文望远镜的反射镜、激光干涉仪等。
3. 化学工业：Invar36合金由于其良好的耐腐蚀性和热稳定性，常被用于化学工业中对耐腐蚀性要求较高的设备制造。
例如，化工容器、反应釜等。
4. 电子工业：Invar36合金具有较低的热膨胀系数和良好的热稳定性，常被用于制造电子元器件和电子封装材料。
例如，集成电路封装材料、电子管等。
5. 其他应用：Invar36合金还广泛应用于精密仪器制造、船舶建造、化学实验等领域。
2.2非铁金属材料2.2.1铜及铜合金（1）概述铜是人类最早使用的金属，自然界有自然铜存在。
公元前17世纪，我国黄河上游齐家文化时期，人们就懂得冷锻和铸造红铜技术。
铜及铜合金作为工程材料，由于其高导电率和导热率，易于成型及某些条件下有良好的耐蚀性，至今仍然被广泛应用。
1) 工业纯铜工业纯铜的牌号用汉语拼音“Tong”(铜)的第一个字母T加上序号数字表示，如T1, T2, T3等，数字增加表示纯度降低。
工业纯铜的氧含量低于0.01%的称为无氧铜，无氧铜用“铜”和“无”二字的汉语拼音字头“T”和“U”加上序号表示，如TU1、TU2。
用磷和锰脱氧的无氧铜，在TU后面加脱氧剂化学元素符号表示，如TUP、TU Mn。
2) 铜合金分类工业中广泛应用的铜合金分为黄铜，白铜、青铜三大类。
黄铜又分为简单黄铜和复杂黄铜二种。
简单黄铜为Cu-Zn二元合金，以“H”表示，H后面的数字表示合金的平均含铜量，如H 70表示含铜量为70%，其余为锌。
复杂黄铜是在Cu-Zn合金中加入少量铅、锡、铝、锰等，组成三元、四元，甚至五元的合金。
第三组元为铅的称铅黄铜，为铝的称铝黄铜，如HSn70-1表示含70%Cu, 1 %Sn，余为锌的锡黄铜(三元复杂黄铜)；四元、五元合金则以第三种含量最多的元素称呼，例如：HMn57-3-1表示含57%Cu, 3%Mn, 1%Al，余为锌的锰黄铜(四元复杂黄铜)，HAl 66-6-3-2表示含66%Cu, 6 %A1, 3 %Fe, 2%Mn,余为锌的铝黄铜(五元复杂黄铜)。
白铜——是指铜为基，镍为主要合金元素的铜合金。
以“B”表示，例如B10表示含Ni量10%，其余为铜；B30为30%Ni，余为铜的铜镍合金。
青铜——是指除黄铜(以为Zn主要合金元素)和白铜(以Ni为主要合金元素)之外的铜合金。
青铜按主添元素(如Sn、Al, Be等)分别命名为锡青铜、铝青铜、铍青铜，并以“Q”加上主添元素化学符号及百分含量表示，如QSn6.5-0.1表示含Sn6.5%，含P0.1%，余为铜的锡磷青铜。
