Введение

Ковар (торговая марка CRS Holdings, Inc., Delaware) – это никель-кобальтовый железный сплав, по составу идентичный Fernico 1, разработанный для обеспечения характеристик теплового расширения, сопоставимых с борсиликатным стеклом (~5 × 10−6 /K между 30 и 200 °C, до ~10 × 10−6 /K при 800 °C). Это позволяет создавать прочное механическое соединение между этими двумя материалами в широком диапазоне температур. Он используется в стеклянно-металлических уплотнениях в научных приборах, а также в проводниках, входящих в стеклянные колбы электронных компонентов, таких как вакуумные трубки (лампы), рентгеновские и микроволновые трубки, и некоторые лампы накаливания. Ковар был разработан для удовлетворения потребности в надежном стеклянно-металлическом герметичном соединении, необходимом в электронных устройствах, таких как лампы, вакуумные трубки, кинескопы, а также в вакуумных системах, применяемых в химии и других научных исследованиях. Большинство металлов не могут быть герметично соединены со стеклом из-за различия в коэффициентах теплового расширения; при охлаждении соединения после изготовления напряжения, вызванные разной скоростью расширения стекла и металла, приводят к образованию трещин. Ковар не только обладает тепловым расширением, близким к стеклу, но и его нелинейную кривую теплового расширения часто можно подобрать под конкретный тип стекла, обеспечивая устойчивость соединения в широком температурном диапазоне. Химически он образует связь со стеклом через промежуточный оксидный слой, состоящий из оксида никеля(II) и оксида кобальта(II). Содержание оксида железа невелико из-за его восстановления кобальтом. Прочность соединения сильно зависит от толщины и свойств оксидного слоя. [4][6] Наличие кобальта облегчает плавление и растворение оксидного слоя в расплавленном стекле. Серый, серо-голубой или серо-коричневый цвет свидетельствует о качественном уплотнении. Металлический цвет указывает на отсутствие оксида, а черный – на чрезмерное окисление металла, в обоих случаях приводя к слабому соединению. [2]

Название «Ковар» часто используется как общее обозначение для Fe–Ni сплавов, обладающих такими характеристиками теплового расширения. Близкий по свойствам Fe–Ni сплав Инвар характеризуется минимальным тепловым расширением.

Типичный состав

Выражается в процентном содержании по весу. Состав: Fe Ni Co C Si Mn, остальное – 29% 17% < 0,01% 0,2% 0,3%

Свойства

Синтерированный HIPed Плотность г/см3 8.0 8.35 Твёрдость / HV1 160 150 Модуль Юнга / ГПа 138 138 Относительное сужение при разрыве / % 30 30 Предел текучести / МПа 270 270 Теплопроводность / Вт/(К·м) 17 Температура Кюри / °C 435 Удельное электрическое сопротивление Ом·мм2/м 0,49 Удельная теплоёмкость Дж/(г·К) 0,46 Коэффициент теплового расширения / 10−6 К−1 (25 – 200 °C) 5,5 (25–300 °C) 5,1 (25–400 °C) 4,9 (25–450 °C) 5,3 (25–500 °C) 6,2