Warum ist der Längenausdehnungskoeffizient der Legierung Fe-36%Ni (Invar) in der Nähe der Raumtemperatur mit etwa 1×10⁻⁶ K⁻¹ so klein?

Lösung: B. Unterhalb der Curie-Temperatur nimmt die durch die magnetische Ordnung bewirkte Volumenvergrößerung beim Erwärmen mit der Magnetisierung ab und kompensiert die Wärmeausdehnung

Invar ist ferromagnetisch und zeigt einen ausgeprägten magnetovolumetrischen Effekt (spontane Volumenmagnetostriktion): Bei vorhandener spontaner Magnetisierung vergrößern sich die Atomabstände und damit das Volumen. Mit steigender Temperatur wird die Magnetisierung schwächer, dieser magnetisch bedingte Ausdehnungsanteil nimmt ab und hebt die gewöhnliche Wärmeausdehnung durch Gitterschwingungen nahezu auf. Deshalb ist der Längenausdehnungskoeffizient unterhalb der Curie-Temperatur mit etwa 1×10⁻⁶ K⁻¹ klein, und die Legierung wird für Präzisionsmessgeräte und Behälter für Flüssigerdgas verwendet. Oberhalb der Curie-Temperatur entfällt die Kompensation, und die Legierung dehnt sich wie gewöhnliche Metalle aus. Invar ist bei Raumtemperatur einphasig kfz; die Atomschwingungen werden mit der Temperatur ganz normal stärker, und eine Phasenumwandlung, die die Ausdehnung kompensieren könnte, findet ebenfalls nicht statt.