Adaptace, skutečně, téměř všechny pevné látky a kapaliny expandují zvýšením teploty a smršťují se snížením teploty, což je také známé jako tepelná roztažnost. Fenomén tepelné roztažnosti nastává, protože atomy materiálu jsou při vyšších teplotách silnější. Atomy se stávají silnějšími, čím více se od sebe oddělují a tím zvětšují prostor mezi jednotlivými atomy, a tím menší je jejich kolektivní hustota, čímž se zvětšuje velikost materiálu. Na první pohled všechny ostatní materiály více či méně podléhají tepelným změnám. Ale jedna nebo dvě z výjimek jsou kovy v práškové formě známé jako Invar.
Slitina Invar, také označovaná jako slitina s nízkou roztažností nebo ocel Yin, je slitina, která se skládá ze železa (Fe) a niklu (Ni) a je také známá jako magnetická kovová slitina. Má složení 36 % a 64 % Ni a 64 % při teplotě 1150 stupňů s v ploše centrované krychlové struktuře. Invarová slitina je konstrukčně velmi důležitá, což jsou její největší vlastnosti, mezi které patří extrémně nízký koeficient tepelné roztažnosti, nízká tepelná roztažnost, vysoká houževnatost, velké zmenšení plochy, tažnost a také přiměřená plasticita.
Po tepelném smísení si železo a nikl zachovají kladnou tepelnou roztažnost jednotlivě, ale když se spojí ve specifických vnitřních poměrech, vytvoří materiál, který při velkém teplotním a tlakovém rozpětí vykazuje téměř -nulovou tepelnou roztažnost. Toto je takzvaný -invar efekt. Slitiny Invar jsou nejužitečnější v aplikacích, které vyžadují extrémní přesnost, například při výrobě hodin a dalekohledů. Tyto aplikace jsou přímým důsledkem efektu Invar. V roce 1896 švýcarský fyzik a metalurg Charles Edouard Guillaume objevil expanzi CTE slitiny Fe-Ni a dospěl k závěru, že dosáhl minima, když hmotnostní zlomek Ni byl asi 36 %. Následně mu byla v roce 1920 udělena Nobelova cena za fyziku za objev slitiny Invar a vyvinutí přesného měření z ní, čímž se stal prvním metalurgem, kterému byla udělena Nobelova cena v historii.
Invar slitiny se používají v mnoha průmyslových odvětvích, protože na rozdíl od většiny materiálů mají extrémní tepelnou roztažnost. To je výsledek jejich extrémně nízkého CTE. Toto chování lze vysvětlit takto: jak teplota slitiny v magnetické kapalině stoupá, magnetismus, který byl dříve přítomen, postupně mizí. Dominuje tedy rovnováha mezi kontrakcí a expanzí.
V současné době se tradiční slitiny Invar vyrábějí formou odlévání, válcování, obrábění a leptání. Kromě toho výroba slitin Invar, které se používají ve specializovaných aplikacích, představuje také řadu vysokých technických problémů. Invar slitiny se nejen obtížně vyrábějí, ale také obtížně zpracovávají. Invarové slitiny například nemohou projít žádnou formou tepelného zpracování. Nízká tvrdost, velká houževnatost a plasticita, to vše značně zvyšuje obtížnost řezání. Obzvláště proces řezání vyžaduje mnoho mechanické energie a kromě nadměrného opotřebení nástroje vytváří neudržitelné množství tepla. Splnění standardu obrábění vysoce-přesných obrobků vyžaduje mimořádné množství procesních nároků a vysoce{7}}výkonné nástroje.
Data ukazují, že slitiny Invar se používají při výrobě řady přístrojů, elektroniky a komunikačních produktů, jako jsou optická zařízení, mikroskopy, obrazovky, délkové váhy, rezonanční dutiny, vlnovody, generátory standardních frekvencí, gyroskopy, hodiny, kondenzátory, kabelová jádra, elektronky, termočlánky a kovové masky. Jejich použití sahá do leteckého sektoru, kde se používají v satelitech, vesmírných dálkových senzorech a astronomických dalekohledech. Kromě výše uvedených oblastí přístrojové techniky, elektroniky a komunikací existují slitiny Invar ve vysoce přesných formách, lodních skladovacích nádržích LNG, přepravních potrubích LNG a kapalném vodíku/kapalném kyslíku.
