Invar vs. Kovar: Unterschiede und Anwendungen

Bei der Suche nach Materialien für unterschiedliche Anwendungen gibt es eine lange Liste; darunter ist auch die Verwendung von Invar und Kovar recht verbreitet.

Wenn Sie ein neues Projekt starten und die Unterschiede zwischen Invar und Kovar kennenlernen möchten, kann Ihnen die folgende Anleitung helfen. Lesen Sie weiter.

Was ist Invar?

Invar ist eine Legierung aus Nickel und Eisen. Sie enthält 36 % Nickel und weist über verschiedene Temperaturen hinweg konstante Abmessungen auf. Der Ausdehnungskoeffizient dieses Materials ist niedrig, und es behält seine Zähigkeit und Festigkeit bei kryogenen Temperaturen.

Was ist Kovar?

Kovar ist eine Legierung aus Nickel und Cobalt. Es ist hochgradig kompatibel mit Borosilikatglas, was es für zahlreiche abgedichtete elektrische Bauteile geeignet macht. Es wird in Metall-Keramik-Gehäusen eingesetzt und bietet eine hervorragende Zerspanbarkeit.

Daher lassen sich mit Kovar sehr einfach Bauteile mit engen Toleranzen herstellen. Es bietet Beständigkeit gegen chemische Korrosion und Thermoschock.

Unterschiede zwischen Invar und Kovar

Der folgende Abschnitt beleuchtet die Unterschiede zwischen den beiden Materialien im Detail.

Invar vs. Kovar: Farbe

Invar ist eine Eisen-Nickel-Legierung mit silbergrauer Farbe; die Farbe von Kovar ist ebenfalls silbergrau, wirkt aber aufgrund des Cobaltgehalts etwas glänzender.

Invar vs. Kovar: Dichte

Die Dichte von Invar ist geringer als die von Kovar und liegt bei etwa 8,1 g/cm3; die Dichte von Kovar beträgt 8,36 g/cm3.

Invar vs. Kovar: Härte

Die Härte von Invar ist geringer und liegt bei etwa 160 HB, die Härte von Kovar bei etwa 210 HB.

Invar vs. Kovar: Festigkeit

Die Zugfestigkeit von Invar ist niedrig und beträgt 500 MPa; Kovar hingegen weist eine hohe Zugfestigkeit von 700 MPa auf.

Invar vs. Kovar: Schmelzpunkt

Kovar hat im Vergleich zu Invar einen etwas höheren Schmelzpunkt von 1430 Grad Celsius. Der Schmelzpunkt von Invar liegt bei 1425 Grad Celsius.

Invar vs. Kovar: Wärmeleitfähigkeit

Invar hat eine mäßige Wärmeleitfähigkeit und eine geringe Wärmeausdehnung. Kovar hat eine geringe Wärmeleitfähigkeit, aber eine Wärmeausdehnung, die zu Keramik oder Glas passt.

Invar vs. Kovar: Elektrische Leitfähigkeit

Die elektrische Leitfähigkeit von Invar ist gering, da es einen hohen Nickelgehalt aufweist. Kovar hat eine hohe elektrische Leitfähigkeit und ist für spezielle Umgebungen vorgesehen.

Invar vs. Kovar: Korrosionsbeständigkeit

Invar hat eine mäßige Korrosionsbeständigkeit und benötigt Schutzschichten, wenn es rauen Umgebungen ausgesetzt wird. Kovar hingegen hat eine bessere Korrosionsbeständigkeit, da es Cobalt enthält.

Invar vs. Kovar: Magnetische Eigenschaften

Kovar und Invar sind beide von Natur aus magnetisch, aber Invar bietet einen höheren Magnetismus als Kovar.

Invar vs. Kovar: Schweißbarkeit

Invar ist ein gut schweißbares Material, beim Schweißen muss jedoch sorgfältig vorgegangen werden; die Schweißbarkeit von Kovar ist einwandfrei.

Invar vs. Kovar: Recyclingfähigkeit

Invar ist gut recycelbar und wird in Branchen eingesetzt, in denen Nachhaltigkeit gefragt ist. Kovar hingegen ist ebenfalls gut recycelbar, wird aber nicht häufig wiederverwendet.

Invar vs. Kovar: Kosten

Invar hat eine einfache Zusammensetzung und ist daher kostengünstig; Kovar ist teuer, weil es Cobalt in seiner Zusammensetzung enthält.

Schnellvergleichstabelle von Invar und Kovar

Die folgende Übersichtstabelle zeigt den Vergleich zwischen Kovar und Invar auf einen Blick.

Eigenschaften	Kovar	Invar
Zusammensetzung	Eisen, Nickel und Cobalt	Eisen und Nickel
Festigkeit	Hohe Zugfestigkeit	Mäßige Zugfestigkeit
Korrosionsbeständigkeit	Mäßig	Mäßig
Magnetisch	Magnetisch	Hochmagnetisch
Schweißbarkeit	Ausgezeichnet	Gut

Wie lassen sich Invar und Kovar unterscheiden?

Invar und Kovar unterscheiden sich durch ihre Zusammensetzung und ihre Eigenschaften. Invar ist eine Legierung aus Eisen und Nickel und weist einen niedrigen Wärmeausdehnungskoeffizienten auf. Es wird für Anwendungen gewählt, die bei Temperaturschwankungen Dimensionsstabilität erfordern.

Kovar hingegen enthält Eisen, Nickel und Kobalt und kann die Wärmeausdehnung von Keramik und Glas nachbilden. Es wird in dichtenden elektrischen Anwendungen eingesetzt. Es bietet eine hohe Härte und Festigkeit sowie eine verbesserte Schweißbarkeit.

Die Magnetisierung von Invar ist im Vergleich zu Kovar hoch.

Vor- und Nachteile von Invar im Vergleich zu Kovar

Die Vor- und Nachteile von Kovar und Invar sind wie folgt:

Invar

• Es weist eine hohe Stabilität über den variierenden Temperaturbereich auf.
• Auch die magnetischen Eigenschaften von Invar sind hoch.
• Invar ist aufgrund seiner einfachen Zusammensetzung kostengünstiger.
• Es eignet sich für Fügeverfahren.

• Die Zugfestigkeit von Invar ist geringer als die von Kovar und es eignet sich nicht für lasttragende Anwendungen.
• Es weist eine mäßige Korrosionsbeständigkeit auf und benötigt in rauen Umgebungen Schutzschichten.
• Die elektrische Leitfähigkeit von Invar ist gering, was es für elektrische Anwendungen ungeeignet macht.

Kovar

• Die Wärmeausdehnung von Kovar ähnelt der von Keramik und Glas.
• Es bietet hohe Härte und Zähigkeit für mechanisch anspruchsvolle Anwendungen.
• Die Korrosionsbeständigkeit von Kovar ist besser als die von Invar.

• Kovar ist teurer als Invar, da es Kobalt enthält.
• Es ist schwerer als Invar, was es für gewichtsempfindliche Anwendungen ungeeignet macht.
• Die magnetischen Eigenschaften von Kovar sind begrenzt.

Anwendungen von Invar und Kovar

Invar und Kovar haben vielfältige Anwendungen und können in ähnlichen Branchen für unterschiedliche Produkte eingesetzt werden. Es gibt viele Anwendungen für diese beiden Werkstoffe, die im Folgenden aufgeführt sind.

Luft- und Raumfahrt

Invar: Es wird zur Herstellung von Strukturbauteilen in Anwendungen mit instabilen Temperaturen verwendet. Diese kommen in Gyroskopen und Satellitenstrukturen zum Einsatz.

Kovar: Kovar wird zur Herstellung von Bauteilen für extreme Umgebungen verwendet. Zu den aus Kovar gefertigten Luft- und Raumfahrtbauteilen zählen Avionik, Sensorpakete und Radarsysteme.

Elektronik

Invar: Invar wird in der Verkapselung von ICs und anderen mikroelektronischen Bauteilen verwendet.

Kovar: Es wird in der Halbleiterverkapselung und in integrierten Schaltkreisen eingesetzt; es hilft bei der Herstellung von Steckverbindern und anderen elektronischen Komponenten.

Medizintechnik

Invar: Der Werkstoff Invar weist verschiedene einzigartige Eigenschaften auf und eignet sich daher für medizinische Anwendungen, die Stabilität und Präzision erfordern. Er wird in MRT- und CT-Scannern eingesetzt.

Kovar: Kovar wird zur Herstellung von Gehäusen und medizinischen Geräten verwendet.

DEK – Ihr zuverlässiger Partner für Invar- oder Kovar-Teile

Invar- und Kovar-Teile werden für eine Vielzahl von Anwendungen gefertigt. Wir von DEK helfen Ihnen, einzigartige und kundenspezifische Teile für Ihre Anwendungen zu fertigen, die mit Präzision und Genauigkeit konstruiert werden können.

Nehmen Sie daher Kontakt mit uns auf, wenn Sie ein neues Projekt haben, das die Bearbeitung von Kovar- und Invar-Teilen umfasst.

Fazit

Bei der Auswahl zwischen Kovar und Invar müssen Sie anhand ihrer Eignung bestimmen, welcher Werkstoff für die jeweilige Anwendung am besten geeignet ist. Der obige Leitfaden hat Ihnen hoffentlich einen detaillierten Vergleich der beiden Werkstoffe und ihrer Unterschiede geliefert.