铁镍合金 Ni36CrTiAl 箔材（低热膨胀系数）

铁镍合金 Ni36CrTiAl 箔材：高精度与多功能集成的先进材料

材料概述

铁镍合金 Ni36CrTiAl 箔材是一种以铁为基体、镍含量约 36% 的精密合金材料，通过添加铬、钛、铝等元素优化性能。其独特的成分设计赋予材料低热膨胀系数、高弹性模量及优异的磁性能，广泛应用于电子、航空航天、精密制造等领域。

化学成分与特性

Ni36CrTiAl 箔材的典型化学成分为（质量分数）：镍 36%、铬 0.25%-0.5%、钛 0.1%-0.3%、铝 0.1%-0.2%，其余为铁。镍元素赋予材料低膨胀特性，铬提升耐腐蚀性，钛和铝则通过沉淀强化机制增强力学性能。材料密度约 8.1g/cm³，居里温度约 230℃，兼具铁磁性与弱磁响应，适用于电磁环境敏感场景。

物理与机械性能

热膨胀系数：在 20-100℃范围内仅为 1.2×10⁻⁶/K 至 1.5×10⁻⁶/K，接近因瓦合金水平，确保精密器件在温度波动下的尺寸稳定性。

磁性能：初始磁导率约 2000 H/m，最大磁导率达 15000 H/m，矫顽力低于 0.2 Oe，适合弱磁场环境下的高效能量转换。

力学性能：退火态抗拉强度约 450MPa，延伸率 30%；冷轧态强度提升至 1100MPa，硬度 HV5 达 335，兼具加工成型性与结构强度。

制备工艺

熔炼与铸造：采用真空感应熔炼结合电渣重熔技术，确保成分均匀性与高纯度。铸锭经热轧开坯后，通过冷轧工艺加工至 0.01-0.5mm 厚度箔材。

热处理优化：在 1100-1200℃惰性气氛中退火，消除应力并细化晶粒，进一步降低热膨胀系数。研究表明，600℃热处理可使热膨胀系数从 5.92×10⁻⁶/K 降至 2.72×10⁻⁶/K。

表面处理：通过电解抛光或涂层技术提升表面光洁度，满足精密电子元件的界面要求。

应用领域

精密仪器与电子元件：用于制造高频电感、变压器铁芯及微型传感器，利用其低膨胀与高导磁特性保障信号传输精度。

OLED 显示技术：作为蒸镀掩模板（FMM）核心材料，其超薄箔材（厚度 30-50μm）配合超声电铸工艺，可实现 20μm 微开孔结构，分辨率达 1270 PPI，打破国际技术垄断。

航空航天与医疗器械：在 - 200℃至 250℃宽温域内保持稳定弹性，适用于低温传感器、耐腐蚀手术器械及高可靠性结构件。

能源与环保设备：凭借耐硝酸腐蚀性能，用于制造化工反应器内衬及高端过滤元件，延长设备使用寿命。

技术挑战与展望

当前 Ni36CrTiAl 箔材的规模化制备仍面临材料纯净度控制、超薄箔材板型稳定性等技术难题。未来研究方向包括：开发新型精炼工艺降低夹杂物含量，探索纳米晶强化技术提升综合性能，以及拓展其在柔性电子、量子 computing 等新兴领域的应用潜力。通过材料设计与工艺创新，Ni36CrTiAl 箔材有望成为高端制造领域的关键战略材料。