Адаптація, дійсно, майже всі тверді тіла та рідини розширюються при підвищенні температури та стискаються при зниженні температури, що також відоме як теплове розширення. Явище теплового розширення відбувається тому, що атоми матеріалу стають більш енергійними при вищих температурах. Атоми стають більш енергійними, чим більше вони відокремлюються один від одного і, таким чином, збільшують простір між кожним атомом, і чим менше їх сукупна щільність, збільшуючи розмір матеріалу. На перший погляд, всі інші матеріали більш-менш підкоряються тепловим змінам. Але одним або двома винятками є метал у порошковій формі, відомий як інвар.
Інварний сплав, також відомий як сплав із низьким коефіцієнтом розширення або сталь Інь, — це сплав, який складається із заліза (Fe) і нікелю (Ni), а також відомий як магнітний металевий сплав. Його склад становить 36% і 64% Ni і Fe відповідно при температурі 1150 градусів с у гране{4}}кубічній структурі. Сплав інвар дуже важливий структурно, що є його найбільшими атрибутами, які включають надзвичайно низький коефіцієнт теплового розширення, низьке теплове розширення, високу в'язкість, велике зменшення площі, пластичність, а також розумну пластичність.
Під час термічного змішування залізо та нікель окремо зберігають позитивне теплове розширення, але, об’єднавшись у певному внутрішньому співвідношенні, вони утворюють матеріал, який за великого діапазону температур і тиску демонструє майже-нульове теплове розширення. Це так-ефект Інвара. Інварні сплави є найбільш корисними в програмах, які вимагають надзвичайної точності, наприклад, у виробництві годинників і телескопів. Ці програми є прямим результатом ефекту Інвару. У 1896 році швейцарський фізик і металург Шарль Едуард Гійом виявив розширення КТР сплаву Fe-Ni і дійшов висновку, що він досяг мінімуму, коли масова частка Ni становила близько 36%. Згодом він отримав Нобелівську премію з фізики 1920 року за відкриття інварного сплаву та розробку точних вимірювань з нього, ставши таким чином першим металургом, удостоєним Нобелівської премії в історії.
Інварні сплави застосовуються в багатьох галузях промисловості, оскільки, на відміну від більшості матеріалів, вони мають надзвичайне теплове розширення. Це результат їх надзвичайно низького КТР. Таку поведінку можна пояснити таким чином: із підвищенням температури сплаву в магнітній рідині магнетизм, який був раніше, поступово зникає. Таким чином, домінує баланс між скороченням і розширенням.
В даний час традиційні інварні сплави виготовляються у формі лиття, прокатки, механічної обробки та травлення. Крім того, виробництво інварних сплавів, які використовуються в спеціалізованих цілях, також створює низку високих технічних проблем. Інварні сплави не тільки важко створювати, але й важко обробляти. Інварні сплави, наприклад, не можуть піддаватися термічній обробці. Низька твердість, висока міцність і пластичність значно підвищують складність різання. Процес різання, зокрема, вимагає багато механічної енергії, а також генерує нестійку кількість тепла на додаток до надмірного зносу інструменту. Відповідність стандарту обробки високо-точних заготовок вимагає надзвичайної кількості процесів і високо-продуктивних інструментів.
Дані показують, що інварні сплави використовуються у виробництві різноманітних приладів, електроніки та засобів зв’язку, таких як оптичні пристрої, мікроскопи, кінескопи, шкали довжини, резонансні порожнини, хвилеводи, генератори стандартної частоти, гіроскопи, годинники, конденсатори, кабельні сердечники, електронні трубки, термопари та металеві маски. Їх використання поширюється на аерокосмічний сектор, де вони використовуються в супутниках, космічних дистанційних датчиках і астрономічних телескопах. Окрім вищезгаданих галузей приладобудування, електроніки та зв’язку, існують інварні сплави у високоточних прес-формах, суднових резервуарах для зберігання СПГ, транспортних трубопроводах СПГ і коопераціях з рідкого водню/рідкого кисню.
