殷瓦钢（invar，又称殷钢）是一种镍钢合金，是含镍量36%的特殊钢，由于其膨胀系数极小，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），适合做测量元件。殷瓦钢是瑞士科学家夏尔·纪尧姆在1896年发明，他也因此获得了1920年的诺贝尔物理学奖。
因瓦效应
合金里的铁原子有两种状态：一种是原子半径大且能量稳定的高自旋状态，另一种是原子半径小且不稳定的低自旋状态。伴随着温度的上升，低自旋状态的密度增加，原子想要收缩，而另一方面温度升高使原子的热振动更加激烈，物质原子间的距离就会拉大，以避免原子之间的碰撞。“因瓦效应”就是上述两种效果正好相抵消，合金就不会膨胀。魏斯的模型到目前仍被广泛认可，但是这个模型只能说明，因瓦合金为何在室温以上的环境下不膨胀，没有充分揭示其在低温条件不膨胀的原因。
殷瓦钢的发明
国外：不变钢（因瓦合金）由瑞士科学家夏尔·纪尧姆于1896年发明。不变钢因其独特的物理特性，被广泛应用于制造测量元件和LNG船等重要领域。夏尔·纪尧姆因其在科学领域的杰出贡献，于1920年被授予诺贝尔物理学奖。
国内：LNG船被称为“海上超级冷冻车”，要在零下163度的极低温环境下，漂洋过海，运送液化天然气。而制造薄膜型（GTT）储罐（货舱围护系统）LNG 船的关键材料就是殷瓦钢。2004年，沪东中华中标广东省LNG项目，这是国内首个液化天然气项目，也是首次招标LNG船。2008年4月，沪东中华交付14.7万立方米的LNG船“大鹏昊”，成为国内船厂建造的首艘LNG船。2005年，我国有了第一批16个掌握殷瓦钢项焊接技术的工人。
殷瓦钢的应用
使用因瓦合金制造的精密仪器仪表、标准钟的摆杆、摆轮及钟表的游丝成为早期最重要的产品，在上世纪20年代用因瓦合金代替铂用作于玻璃封接的引丝，大大的降低了成本；到了五、六十年代，因瓦合金的用途继续扩大，主要用于无线电电子管、恒温器中作控温用的热双金属片、长度标尺、大地测量学基线尺等；到了八九十年代，广泛用于微波技术、液态气体储容器、彩电的阴罩钢带、架空输电线芯材、湝振腔、激光准直仪腔体、三步重复光刻相机基板等。进入21世纪之后，随着航天技术的飞速发展，新的应用还包括用在航天遥感器、精密激光、光学测量系统和波导管中作结构件、显微镜、天文望远镜中巨大透镜的支撑系统和需要安装透镜的各种各样科学仪器中。
缺点及改进
1．为了克服超因瓦合金难加工的特点，我们可以采用合理选用刀具的方法根据超因瓦合金的切削特点。要求刀具材料应具备耐热性好、耐磨性高、与工件材料的亲和作用小等特点。因此一般采用高速钢和钨钢。除此之外，在实际应用中发现，采用涂层刀具亦能获得较好的加工质量。
2．日本山阳特殊钢公司开发出的“Invar—H3”，是一种具有很高强度的新型因瓦合金。将其用于高压输电线芯线，同时具有很好的抗扭转性能。这种合金启发我们可以通过对超因瓦合金的成分进一步改造使其提高自身强度，满足生产和运输的需要。
3．加工成本高、难度大是制约低膨胀因瓦合金模具在复合材料成形应用中的一个主要因素。哈尔滨工业大学通过对因瓦合金成分进行微量调整，对因瓦合金在大气下的熔炼工艺、铸造工艺进行了试验研究。进一步实验，获得了机械性能好，膨胀系数低，空隙率低的因瓦合金模具，这一结果也提醒着我们改变超因瓦合金成分以及制造工艺，需要不断的摸索和重复试验。
前景及展望
目前超因瓦合金还存在着不少缺陷，需要进一步完善和改进加工工艺。在膨胀系数低的前提下，还需要开发其他优良性能，满足更广大的应用范围。
对于超因瓦合金，将有在未来几个方面的重要发展和研究方向：
(1)超因瓦合金能否适应不同环境条件应用的综合特性。如在腐蚀或者是无磁环境下，能保持一个良好的综合性能，是研究的一个方向。
(2)超因瓦合金的与其他材料复合的问题。传统的超因瓦合金膨胀系数低，与其他合金复合时由于膨胀系数的差异，势必会导致其受到拉伸或压缩等力的作用，使其机械性能遭到破坏，研究超因瓦合金的复合问题，有利于扩大其应用范围。
(3)伴随着计算机科学的发展，提供更精密，更稳定的电子元件成为发展的方向，超因瓦合金必须在强磁条件下工作，因瓦效应的产生与元素的磁性转变有关，为了使其适应更广大的适用范围必须对因瓦效应的原理进行进一步的探究
参考资料
殷瓦钢.国家材料腐蚀与防护科学数据中心公众号.2024-06-04
材料 脆而不坚的合金—殷瓦钢.国家材料腐蚀与防护科学数据中心.2024-06-03
研究揭开因瓦合金低温不膨胀之谜.中国科学院.2024-06-03
1920年诺贝尔物理学奖——纪尧姆-集美大学基础物理虚拟仿真实验教学中心 | 物理实验中心 .集美大学基础物理虚拟仿真实验教学中心.2024-06-03
中韩造船巅峰对决：关键就在这颗“皇冠上的明珠”.新华网.2024-06-03
被法国垄断40年的殷瓦钢，国产成功打破局面，中国为何非造不可?.国家材料腐蚀与防护科学技术中心.2024-06-03