BURDE-CO Industrievertretungen
 Historie Ausdehnungslegierungen
IMPHY ALLOYS 
[Guillaume] [FeNi-Anomalie] [Fayol] [Curie] [Chevenard] [Temperaturkoeffizient] 
Hintergründe und Historisches zu den FeNi-Legierungen
Die FeNi-Legierungen haben bemerkenswerte physikalische und mechanische Eigenschaften. Herausragender Legierunstyp ist FeNi 36, mit dem Handelsnamen INVAR (invariabel). Durch Zusätze von Cr, Mo, Co, Mn usw. können die FeNi-Legierungen weiter auf spezielle Einsätze optimiert werden. Dabei werden erreicht:
  • geringer und definierter Ausdehnungskoeffizient
  • elektrische Widerstand-Charakteristik
  • beste magnetischen Werte
  • hohe Elastizität, auch bei hohen Temperaturen
Die mengenmäßig häufigste Anwendung der FeNi-Legierungen ist als passive Komponente für Thermobimetall. Die Thermobimetalle bestehen in der Regel aus 2 Metallstreifen mit sehr unterschiedlichem Ausdehnungskoeffizient. Bei aktiver oder passiver Erwärmung wird ein solcher Bimetall-Streifen ausgelenkt. Diese Formänderung bewirkt eine mechanische Arbeit, die z.B. zum Schließen eines Elektro-Kontaktes genützt wird
Die grundsätzliche Wirkung von Thermobimetall wurde schon 1766 vom französischen Uhrmacher Pierre Le Roy (1717-1785) entdeckt und zur  Temperatur-Kompensation von Chronometern genützt.
Mehr dazu siehe  "Einfluss der Temperatur auf die Ganggenauigkeit mechanischer Uhrwerke" (ca. 1MB)
Das erste Patent zur Herstellung von Thermobimetall erhielt Wilson im Jahre 1858. Die Entwicklung ging jedoch nur schleppend voran und Thermobimetalle hatten damals keine industrielle Bedeutung. Erst die Entdeckung einer FeNi-Legierung mit einem extrem niedrigem Ausdehnungskoeffizient und deren Herstellung durch IMPHY machte eine breite Verwendung möglich. Die Entwicklung der FeNi-Legierungenwurde wurde von bedeutenden Persönlichkeiten geprägt...

Charles-Eduard
Guillaume
(1861-1938)
Nobelpreis der Physik 1920, für die Entdeckung der Anomalien der FeNi Legierungen
 1895 erhielt Charles-Eduard Guillaume, Assistent der Direktion am Bureau International des Poids et Mesures in Sèvres / F, zwei Metallproben vom Service Technique de l'Artillerie zur Untersuchung. Diese bei IMPHY (vormals Societe Commentry-Fourchamboult-Decazeville) hergestellten Legierungen  zeigten ein erstaunliches Verhalten: der tatsächliche Ausdehnungskoeffizient war wesentlich geringer, als es die Legierungsanteile von Fe und Ni vermuten ließen. In der Tat war die  Ausdehnung nur 1/10 des Basismaterials Eisen (Fe).
Dieses Phänomen -FeNi-Anomalie- zeigte sich in der Folge auch bei weiteren FeNi-Legierungen.

Henri Fayol
(1841-1925)
Director der Societe Imphy
(1888-1919)
 Henri Fayol, Direktor des Stahlwerkes Acieries d'IMPHY, überredet bei einem Besuch von Charles-EduardGuillaume im Stahlwerk sofort zur Mitarbeit.
1897 wird FeNi 36 (IMPHY INVAR) patentiert. Während dieser fruchtbaren Zusammenarbeit werden weitere 600 Proben erschmolzen und genaustens untersucht. Praktisch alle heute gebräuchlichen Legierungen zur Herstellung von Thermobimetallen werden so entdeckt. Die bedeutensten waren
1897 FeNi 48 (IMPHY N48)
1898 FeNi 45 (IMPHY N45)
1899 FeNi 42 (IMPHY N42).

Pierre und Marie Curie
Pierre Curie
(1859-1906)
 Pierre Curie hatte vor der Entdeckung der Röntgenstrahlung mit seiner Frau Marie Curie, zusammen mit seinem Bruder geforscht. Sie entdeckten, daß Fe-Legierungen bei höheren Temperaturen deren magnetischen Eigenschaften verlieren. Es zeigte sich weiters, daß an diesem nach ihm benannten Curie-Punkt der Ausdehnungskoeffizient sich erheblich ändert. Unter anderem für diese Entdeckungen erhielt Pierre Curie 1903 den Nobelpreis für Physik.

Pierre Chevenard
(1888-1960)
Ingenieur und Wissenschafler
in Imphy
 Pierre Chevenard war Schüler und Nachfolger von Charles-Eduard Guillaume. Als Gründer des CRY (Centre de Recherche d'IMPHY) wurden die Forschungen weitergetrieben und auf eine breite industrielle Basis gestellt. Es folgten:
1919 Elinvar (FeNi34 Cr12)
1924 Mumetall (NiFe 15 Mo 5)
1925 RNC3 (FeNi 22 Cr 3)
1926 Anhyster D  (FeNi 48)
1930 Dilver P1 (FeNi 29 Co 17)
1937 Durinval (FeNi 42 CrTi 5 2,5) 
Charderon
Jean Charderon
(1995)
Leiter des
Centre de Recherche
 und die Entwicklung geht weiter:
1950 Superimphy (Ni 80 FeMo)
1954 Phynox (CoCr 20 NiFeMo)
1960 Supranhyster (FeNi 48)
1961 Durimphy (X 2 NiCoMo 18 9 5)
1963 Invar M63
1990 Invar Shadow Mask
1993 Invar M93
Zum heutigen Zeitpunkt forschen am CRY in Imphy ca. 100 Wissenschaftler, um die Entwicklung der FeNi-Legierungen weiter zu verfolgen und  diese an die speziellen Anwendungen und Kundenwünsche anzupassen. Fe-Ni Legierungen sind aus dem modernen Leben nicht mehr wegzudenken, IMPHY hat einen wesentlichenAnteil daran.
Temperaturgang einiger
FeNi-Legierungen
 Im Bereich der Raumtemperaturbis ca.100°C zeigt FeNi 36 den kleinsten Temperaturkoeffizienten aller Metalle. Über einen weiteren Temperaturbereich verfügen Legierungen mit höheren Nickel-Gehalten. Einen stabilen Temperaturkoeffizient bis 300 Grad Celsiuszeigt FeNi 42. Durch die Steigerung des Ni-Gehaltes über FeNi 48 bis FeNi 52 kann der thermische Einsatzbereich weiter hinausgeschoben werden. Darüber hinaus (und über 600Grad C) ist ein praktischer Einsatzder binären FeNi-Legierungen (für Bimetalle) bedeutungslos. Die Zulegierung, zB. von Co macht allerdings die FeNi-Legierungen jedoch wieder interessant für andere Anwendungen.
IMPHY S.A.(Centre de Recherche)

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