Инвар
Шаблон:Эта статья Шаблон:Сплав Шаблон:Seealso
Инва́р (лат. invariabilis — неизменный) — сплав, состоящий из никеля (Ni, 36 %) и железа (Fe, остальное), и отличающийся уникально низким коэффициентом температурного расширения. Именуется как FeNi36, 64FeNi в США, российские аналоги маркируются по ГОСТ как 36Н.<ref name="ГОСТ">ГОСТ 10994-74. Сплавы прецизионные. Марки.</ref> UNS K93600.
История
Первый из открытых инварных сплавов был найден швейцарским ученым Ш. Гийомом в 1896 году. В 1920 году он получил Нобелевскую премию по физике за открытие этого важного сплава для производства точных инструментов и приборов.
Физические свойства
Инвар имеет однофазную внутреннюю структуру. Плотность 8130 кг/м³, температура плавления 1425 °C. Сплав обладает малым температурным коэффициентом линейного расширения и практически не изменяет линейные размеры в интервале температур от −100 до +100 °C. Его коэффициент теплового расширения ~1,2Шаблон:E/°C в интервале температур от −20 до 100 °C<ref>Стержень из инвара удлиняется лишь на одну миллионную долю своей длины при изменении температуры на 1 °C.</ref>. Очень чистый сплав (с содержанием кобальта менее 0,1 %) имеет ещё меньший коэффициент линейного расширения 0,62—0,65Шаблон:E/°C.
Природа свойств
Эффект исчезновения теплового расширения материала возникает в связи с тем, что магнитострикция компенсирует тепловое расширение<ref>Шаблон:Статья</ref>.
Прецизионные сплавы
Шаблон:Main Разные прецизионные сплавы имеют различные характеристики:
- 32НК-ВИ (англ. Шаблон:Lang-en2) (Ni — 33 %, Co — 4,5 %, Fe — остальное) в отожжённом состоянии имеет температурный коэффициент линейного расширения α не более 1,5Шаблон:E/°C (в диапазоне температур −60…+100 °C). Особо чистые сплавы имеют α до 0,55Шаблон:E/°C (в диапазоне +20…+100 °C)<ref name="ГОСТ" />.
- 42Н (англ. Шаблон:Lang-en2, FeNi42), содержащий 42 % никеля имеет α ≈ 5,3Шаблон:E/°C, такой же, как и у кремния, что позволяет широко использовать его в электронике.
- 29НК (англ. Шаблон:Lang-en2 и англ. Шаблон:Lang-en2) (Co 17 %, Ni 29 %, Fe — остальное) имеют температурный коэффициент линейного расширения как у боросиликатного стекла, поэтому применяется в оптических приборах, которые могут работать в широком диапазоне температур, например на космических спутниках.
Применение
Используется в точном приборостроении для изготовления мерных проволок в геодезии, эталонов длины, деталей часовых механизмов (балансиров хронометров, пружин<ref>В том числе — тонких волосяных пружинок (волосков) при балансире в золотых часах (подверженных, в отличие от стальных/железных [часов], действию магнетизма); инвар — сплав, довольно слабо намагничивающийся, хотя в состав его и входит железо и никель.</ref>), деталей барографов и высотомеров, несущих конструкций лазеров и др. Применялся в трубе космического телескопа «Астрон». Стоек к коррозии. Также применяется в лазерных проекторах для равномерного сужения и расширения DMD-чипов.