4J47合金是一种在特定温度范围内具有与软玻璃相匹配的极低热膨胀系数的定膨胀铁镍合金。它属于精密合金中的封接合金类别，因其在电真空工业中主要用于与相应型号的软玻璃进行气密封接而闻名。这种合金通过精确控制其化学成分和热处理工艺，确保了其膨胀特性与玻璃高度匹配，从而实现可靠、长寿命的密封。
4J47合金最显著的特征是其极低的热膨胀系数。在20°C至400°C的温度区间内，其平均线膨胀系数通常被控制在约 (4.6~5.2)×10⁻⁶/°C。这一数值与许多常用的钡硅酸盐软玻璃（如国产的DM-305、DM-308等）的膨胀曲线高度吻合，从而在温度变化时，合金与玻璃的膨胀和收缩基本同步，避免了因热应力导致的开裂或漏气。
此外，该合金具有较高的居里点，确保在工作温度范围内其磁性稳定。它具有良好的冷、热加工性能，可以轧制成极薄的带材，拉拔成细丝，或冲压成复杂的零件。在退火状态下，合金质地柔软，延展性优良。它也具备一定的耐蚀性，但通常在封接前会进行电镀（如镀镍）以进一步提升耐蚀和焊接性能。
4J47的化学成分是经过精密设计的，其主要构成如下：
镍(Ni)：含量约为46.0~48.0%，是保证合金获得所需低膨胀特性的核心元素。镍与铁形成的固溶体在特定成分范围内，其膨胀系数会反常降低。
铁(Fe)：作为合金的基体，余量。
严格控制的有害元素：如碳(C)、磷(P)、硫(S)的含量被控制在极低水平，以确保合金的纯净度、加工性能和封接质量。微量的硅(Si)、锰(Mn)等元素可能作为脱氧剂存在。
其低膨胀特性的机理源于其因瓦(Invar)效应。在一定的镍含量范围内，铁镍合金的磁致伸缩效应与晶格热膨胀相互抵消，从而在居里点以下的一个宽温区内表现出异常低的热膨胀。
4J47合金带材及其制品几乎专用于电真空器件和光电子器件的玻璃封接，是制造这些器件不可或缺的关键结构材料。典型应用包括：
电真空器件：作为芯柱导丝、支架、边杆等，用于彩色显像管、示波管、雷达指示管、微波管、真空开关管等。
光电器件：用于荧光显示器、激光器、太阳能集热管等的玻璃-金属封接部位。
密封端子：在各种需要将电流引入玻璃密封容器的装置中，作为导电并保证气密性的引线。
合金带的加工通常包括：
冷加工：通过冷轧、拉拔等工艺制成所需规格的带材、丝材或棒材。加工硬化后，材料会变硬。
软化退火：为恢复塑性、消除应力并获得稳定的低膨胀特性，必须在保护性气氛（如氢气或真空）中进行高温退火（通常高于850°C）。此过程至关重要，退火制度直接影响最终的膨胀系数。
成型与清洗：退火后的软态材料易于冲压、弯曲成零件，随后需进行严格的清洗和去油。
预氧化：封接前，合金表面常在空气中进行受控的氧化处理，形成一层薄而致密的氧化膜，这层膜能很好地被熔融玻璃润湿，形成牢固的封接界面。
在使用4J47合金时，需重点考虑：
匹配性：必须确认其膨胀曲线与具体封接的玻璃型号在器件工作温度范围内相匹配。
热处理一致性：封接前零件的热处理历史必须规范、一致，否则会导致膨胀性能波动。
表面质量：材料表面应洁净、无缺陷，预氧化工艺需精确控制。
磁性：需注意其在居里点以下的铁磁性，若对磁性有特殊要求（如无磁），则需考虑其他材料。
替代与升级：在部分应用中，它可能被更先进的4J49或4J44等合金替代，后者具有更佳的低温匹配性或加工特性。
综上所述，4J47铁镍合金带是一种性能高度专一、在电真空工业历史上扮演过关键角色的精密功能材料。它的存在和发展，深刻体现了材料科学中通过成分与工艺的精确控制，来实现特定物理性能以满足苛刻工程需求的卓越能力。
