不變鋼

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鎳鋼合金中鎳含量和熱膨漲係數的關係,當鎳含量36%時會有最低的膨脹係數。

不變鋼(又稱因瓦合金恆範鋼殷瓦钢)是一種鎳鋼合金,是含元素量36%的特殊鋼,由於其膨脹係數極小,在极低温度到超过室温的温度范围内都能保持固定长度(这种特性也被称为因瓦效应),適合做測量元件。

因瓦合金是瑞士科學家夏爾·紀堯姆在1896年發明,他也因此獲得了1920年的諾貝爾物理學獎

因瓦效应[编辑]

不變鋼在室温以上的环境下不膨胀,是由于合金里的原子半径小,处于不稳定状态的低自旋的铁原子密度随温度上升而增加,从而导致原子收缩;而另一方面温度升高使原子的热振动趋于剧烈,原子间的距离加大,以避免原子之间的碰撞。这两种效果在不變鋼中相互抵消,因此形成因瓦效应[1] 。而低温环境下的因瓦效应则主要是由于量子波动引起的[2]

相關條目[编辑]

参考文献[编辑]

  1. ^ 研究揭开因瓦合金低温不膨胀之谜. 科学网. 2011-8-6 [2011-08-08]. 
  2. ^ Yokoyama, Toshihiko; Eguchi, Keitaro. Anharmonicity and Quantum Effects in Thermal Expansion of an Invar Alloy. Physical Review Letters. NaN-NaN-NaN, 107 (6). doi:10.1103/PhysRevLett.107.065901.