Hvad er kritisk temperatur inden for metalbearbejdning?

Metalbearbejdning fokuserer ofte på fordelene ved at opvarme materiale til ekstreme temperaturer for fleksibilitet, men sjældent overvejes fordelene ved ekstrem køling. Ved at afkøle et metal til en meget lav temperatur, kaldet dens kritiske temperatur, kan der observeres et elektrisk fænomen kaldet superledningsevne. Denne metode er et vigtigt fremskridt inden for elektrisk arbejde og er blevet anvendt med en række forskellige metaller, men aluminium og stål er generelt de mest almindelige.

Et metalls kritiske temperatur adskiller sig fra stof til stof, og med henblik på konduktivitet er det måske ikke muligt at nå. Generelt skal metaller afkøles til temperaturer omkring 0 grader Kelvin (minus-459 Fahrenheit, minus -273 Celsius) ved hjælp af flydende nitrogen, indtil en mærkbar faseændring finder sted. Ændringen involverer en ikke-eksisterende elektrisk modstand, også kaldet at blive en superleder. Dette gør det muligt for energi at passere lettere end gennem traditionelle ledninger.

Superledningsevne er normalt formålet med den kritiske temperaturproces. Når et metal afkøles til denne kritiske temperatur, har forskning vist, at det er en bedre leder end ledninger ved stuetemperatur. Der er ingen elektrisk modstand, så elektroner kan passere frit gennem dette metal, hvilket resulterer i næsten ingen energi tabt gennem varme. Superlederledninger, der bruger metaller, der er afkølet til en kritisk temperatur, kan vare flere år med praktisk talt ingen forringelse sammenlignet med traditionelle systemer, der ofte skal udskiftes på grund af varme.

Aluminium betragtes som et fremragende metal, der skal bruges med kritisk temperatursuperledningsevne. Dens lette vægt og formbarhed gør det til et førsteklasses valg for ledninger og andre materialer, der anvendes til ledning af elektricitet. Aluminium bruges ofte i industrier, der har brug for at passere store mængder energi, såsom et kraftværk eller en stor fabrik.

Stål og dets mange legeringer har vist sig at være en anden type metal, der håndterer denne behandling godt. Den kritiske temperatur på stål er nyttig på flere måder end blot at lede elektricitet. Isotermisk udglødning er en proces, der er oprettet for at kontrollere metallet med temperaturændringer, også kaldet en temperaturgradient, der har et bestemt stykke stål afkølet til lige over den kritiske temperatur, derefter sænket til under dette punkt og bragt tilbage. Quenching er en anden stålkritisk temperaturproces, der ikke involverer superledningsevne eller flydende nitrogen, men metallet afkøles i stedet til dette punkt i vand, olie eller saltvand for at øge dets carbonindhold.