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因瓦镍铁合金

化学式

镍铁合金

涵盖的主题

出身背景

发现与诺贝尔奖

物理性能

当前用途

阴极射线管

其他应用

低膨胀合金

密封合金

未来用途

复合材料制造

出身背景

很少有人意识到镍铁合金因瓦在他们的许多家用电器和办公用具中起着至关重要的作用。这一角色在100年前1896年被发现后不久就确立了。因瓦是可控膨胀镍铁合金家族的先驱,镍铁合金是双金属和恒温器的重要组成部分。因瓦本身至今仍在大量家用电器中使用,从电熨斗、烤面包机到煤气灶和消防切断装置。在办公室,计算机终端和电视屏幕广泛使用因瓦合金和其他镍铁合金制作荫罩、框架和阴极射线管枪零件。

这些特殊合金的其他应用继续在工业中被发现,用于先进的电子元件、移动电话网络中的过滤器,甚至用作大型液化天然气运输船的罐膜。

发现与诺贝尔奖

1896年殷钢被发现时,其在宽温度范围内的低膨胀和线性膨胀的独特性能使其能够生产出有效的双金属,可用于燃气灶和加热器的安全切断装置。因其在镍铁系统和因瓦发现方面的工作,英菲的查尔斯·爱德华·纪尧姆在20世纪初获得了诺贝尔物理学奖。

因瓦的传统用途之一是用于各种家用和商用热水系统的浸入式电加热器的恒温器。恒温器的操作基于黄铜管和内因瓦杆之间的差胀,由此产生的运动用于启动微动开关。设定温度通常可在48-83°C范围内调节。

物理性质

因瓦是一种36%的镍铁合金,在室温至约230°C范围内的所有金属和合金中具有最低的热膨胀。该合金具有韧性,易于焊接,可加工性类似于奥氏体不锈钢。它不会出现应力腐蚀开裂。

殷钢在20-100°C范围内的平均热膨胀系数(CTE)小于1.3 x 10-6摄氏度-1. 居里点为230℃,密度为8100 kg.m-3.

当前用途

阴极射线管

在-100至+200°C范围内,因瓦的热膨胀系数非常低。此功能对于高科技行业中的许多特定应用非常有用。电视和显示屏的阴极射线管越来越需要为用户提供更高的舒适度、更高的对比度、更好的亮度和更清晰的清晰度。这一进展是通过使用因瓦钢带制成的荫罩实现的,该荫罩具有较低的热膨胀系数,即使在温度变化的情况下也能精确标注部件尺寸。

其他应用

其他应用领域,如电信、航空航天工程、低温工程(液化天然气储罐)等,要求在温度变化下具有高尺寸稳定性,或与其他材料(如玻璃、陶瓷或复合材料)相匹配的膨胀特性。欧洲杯足球竞彩

这些要求的多样性导致了大量Fe-Ni、Fe-Ni-Co和Fe-Ni-Cr合金的开发,分为两大类:

低膨胀合金

其中包括因瓦和N42。随着电子元件变得越来越微型化,对其制造所用材料的要求也变得越来越苛刻。例如,引线框架的生产需要非常接近的尺寸公差和高的清洁度,以及优异的冲压或化学蚀刻性能。专门开发了N42等级,以满足这些要求。

密封合金

这些包括其他铁镍等级、铁镍钴和铁镍铬合金。已生产了全系列合金,以与主要制造商(包括肖特、康宁、NEG和阿沙)提供的主要玻璃相关联。电子产品中使用的玻璃是根据特定的物理、化学或光学特性选择的,相关密封金属的选择取决于玻璃和密封类型(匹配或压缩)。

未来用途

需要适当的解决方案来满足快速、持久发展的技术所创造的需求,这些技术可能来自因瓦及其衍生物。

复合材料制造

因瓦在未来复合材料制造业中也扮演着重要角色。航空航天工业将越来越多地使用复合材料来提高重量/强度。复合多层结构的制造过程包括在工具上模压,然后对工具进行高压灭菌。模具材料必须具有耐温性、与复合材料匹配的极低CTE、真空完整性、导热性和可加工性。欧洲杯足球竞彩

不存在满足所有要求的单一工具材料,但在所有金属和非金属(如碳纤维/环氧树脂)选项中,因瓦提供了最低CTE之一,即主要标准。因瓦模具的热膨胀系数与复合材料零件的相容性避免了变形、诱导应力和翘曲。波音公司进行的研究表明,因瓦是一种能够在最重要的要求(如CTE和耐久性)和总体制造成本之间提供最佳折衷方案的材料。

主要作者:科林·伍尔格

资料来源:材料世欧洲杯足球竞彩界,第卷。第332-331996年6月。

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