你知道嗎？在那些運輸液化天然氣（LNG）的巨型船舶背后，隱藏著一種叫做殷瓦鋼（Invar）的神奇材料。它就像鋼鐵俠的戰甲一樣，擁有著非凡的能力，為LNG船舶的安全航行保駕護航。

認識殷瓦鋼

殷瓦鋼是一種鎳鋼合金，其主要成分是鐵和鎳，其中鎳含量約為36%。與普通鋼材不同，殷瓦鋼最大的特點是熱膨脹系數極小。這意味著，即使溫度發生很大的變化，殷瓦鋼的尺寸也能保持近乎恒定。

這種神奇的特性源于鎳元素的加入。鎳原子的電子結構與鐵原子不同，導致殷瓦鋼的晶體結構更加穩定，對溫度變化的敏感性大大降低。

殷瓦鋼與LNG船舶

液化天然氣（LNG）是一種清潔高效的能源，在全球范圍內的運輸和儲存都離不開LNG船舶。然而，LNG的運輸和儲存對材料有著極高的要求：

低溫環境：LNG的儲存溫度需保持在-163℃左右，因此船舶的儲罐材料必須能夠承受極低的溫度。

尺寸穩定性：在低溫環境下，儲罐的尺寸必須保持穩定，以防止因熱脹冷縮引起的變形和泄漏。

耐腐蝕性：儲罐材料必須耐受海水和空氣的腐蝕，確保長期安全使用。

殷瓦鋼憑借其卓越的性能，完美契合了LNG船舶對材料的苛刻要求。在LNG船舶制造中，殷瓦鋼主要用于建造液貨艙圍護系統，也就是盛放液化天然氣的核心部分。可以說，殷瓦鋼是LNG船舶制造中的“秘密武器”，為LNG的安全運輸和儲存做出了重要貢獻。

有趣的故事

殷瓦鋼的發現是一個偶然事件。1896年，瑞士物理學家查爾斯·愛德華·紀堯姆（Charles édouard Guillaume）在研究鎳鋼合金時，意外發現了一種奇怪的現象：這種合金在接近室溫時，幾乎不會因溫度變化而膨脹或收縮。這一發現讓紀堯姆十分驚訝，他將這種材料命名為“Invar”，意為“不變的”。他于1920年獲得諾貝爾物理學獎，以表彰他通過發現鎳鋼合金中的異常現象為物理學的精密測量所做的貢獻。

我國在殷瓦鋼領域的主要成就

經過多年的努力，中國成功自主研發了殷瓦鋼，并且在短時間內實現了這一特殊材料的工業化試制。打破了法國長期以來在殷瓦鋼生產技術上的壟斷地位。中國研發的殷瓦鋼能夠在-196攝氏度的超低溫條件下保持穩定的性能，滿足了諸如LNG運輸船等高端制造領域的需求。

殷瓦鋼因其極低的熱膨脹系數和對焊接工藝的極高要求，被譽為史上最難焊接的材料之一。我國已經培養了掌握殷瓦鋼焊接技術的專業人才，雖然最初這類人才非常稀少，但隨著時間的推移和技術的傳播，焊接技術逐漸得到提升，為中國造船業尤其是LNG運輸船的建造提供了關鍵技術支持。

未來展望

隨著科技的進步，殷瓦鋼的應用領域將不斷拓展。例如，在航天航空、核工業等領域，殷瓦鋼也展現出巨大的應用潛力。相信在未來，殷瓦鋼將會為人類帶來更多驚喜和奇跡。

供稿單位：重慶市無線電科普體驗中心

審核專家：張啟義

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來源: 重慶市科學技術協會

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