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艾林瓦效应

物质的弹性模量（切变模量）在温度升高时基本不变甚至增加的现象

Elinvareffect因瓦效应（Invar effect ）的一个方面，物质的弹性模量（切变模量）在 温度升高时基本不变，甚至增加的现象。该现象以弹性不变（elasticityinvariable）得名为Elinvareffect， 即艾林瓦效应。

定义
艾林瓦效应
一般固态物质的弹性模量（切变模量）随温度的升高而降低，故艾林瓦效应又称弹性反常。艾林瓦效应首先在具有因瓦反常的Fe－Ni二元 合金中被发现。随后，在其他铁磁性合金，如多元
Fe－Ni合金、Co－Fe系合金；反铁磁性合金，如Fe－Mn 合金、Cr基合金，顺磁性合金，如Nb基合金、Nb－Ti
系合金；化合物，如SiO2、CoO、TeO2等和非晶态物质，如Fe－B、Fe－P、Fe－Si－B等非晶材料均发现了艾林
瓦效应。艾林瓦效应与因瓦效应一样，成为材料科学研究的重要内容。
起因
艾林瓦效应的起因如下：（1）由铁磁性物质的线磁致伸缩、体磁致伸缩和力致磁致
伸缩产生，如各种铁磁性恒弹性合金。（2）由铁磁性－顺磁性或反铁磁性－顺磁性转变产生，如Fe－
50Ni、Fe－Mn、Mn－Cu和Cr基合金。（3）由相变（包括有序化转变）产生，如Fe－18Ni合金。当相变在一
定温度范围内进行时，由于相变前后不同种类相具有不同的弹性模量，会在相变温度区间产生相应的
艾林瓦效应。由于相变温度区间比较小且受温度变化速率的影响（热滞后），此机制产生的艾林瓦效应
不能用于制造实用的恒弹性合金。（4）由弹性模量各向异性产生，如Nb、Pd、Nb－Ti、Pd－Cu合金强烈的
弹性模量各向异性会伴随弹性模量－温度关系的强烈各向异性，会在某些晶向上（如纯Nb的〔111〕和〔110〕）出现艾林瓦效应。这是强冷变形并出现择优取向的Nb－Ti系合金具有恒弹性的基础。目前还有
用电子理论解释一些顺磁性合金具有艾林瓦效应的观点。
应用价值
艾林瓦效应有重要的应用价值，是研制恒弹性合金的基础。在具有艾林瓦效应的合金系中，用
合金化和工艺手段可以对材料的弹性模量－温度关系进行调整而获得满足各种性能要求的恒弹性合
金。
相关知识介绍
【弹性合金】
具有显著弹性特性的精密合金。弹性合金在静态和交变载荷作用下有很强的抗微塑性变形能力和抗松弛特性，此外
还具有无磁性 、 硬度高 、电阻率低 、弹性模量温度系数低、内耗小等性能。一般分为高弹性合金和恒弹性合金两类。
前者弹性极限高，滞弹性效应低，耐热性好，能在较高温度下工作，主要有特殊高弹性合金、铁基弹性合金和铜基弹性合
金。高弹性合金用于制造膜盒、膜片、弹簧片、高应力弹簧、发条等。恒弹性合金在一定温度范围内弹性模量几乎不随温
度变化 ，其典型合金是艾林瓦合金 ，这种合金在0～40℃的温度内，其弹性模量温度系数几乎为零。用艾林瓦合金制成
的手表游丝，免去了原来的补偿件，使手表的走时误差减少1/4。恒弹性合金主要用来制造高精度的控制测量设备的敏
感元件 ，如膜盒 、气压表盒 、压力传感器 ，以及精密弹簧、游丝、音叉、延迟线等。
【恒弹性合金】
宽温度范围恒弹性合金
产品特点： 功能材料研究所新研制成功的合金，在－55°C～+115°C温度范围内，
频率温度系数为－5～+5，机械品质系数Q大于20000，弹性模量E大于180Gpa。
产品用途： 主要用于振动筒压力传感器
高温恒弹性合金
产品特点： 具有较低的频率温度系数和使用温度高的特点。
产品用途： 用于要求高温、恒弹的场所。
恒弹性合金 3J53 3J53Y 3J58 3J60 3J63
产品特点： 合金在－40°C～+80°C温度范围内具有低的频率温度系数和高机械品质系数。
产品用途： 制造机械滤波器振子、音叉、膜片和簧片等。
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