Hva er kritisk temperatur innen metallbearbeiding?

Metallbearbeiding fokuserer ofte på fordelene ved å varme opp materiale til ekstreme temperaturer for fleksibilitet, men sjelden vurderes fordelene ved ekstrem kjøling. Ved å avkjøle et metall til en veldig lav temperatur som kalles dens kritiske temperatur, kan et elektrisk fenomen som kalles superledelse observeres. Denne metoden er et viktig fremskritt i elektrisk arbeid og har blitt brukt med en rekke metaller, men aluminium og stål er generelt de vanligste.

Metallets kritiske temperatur skiller seg fra stoff til stoff, og for konduktivitetsformål kan det hende at det ikke er mulig å nå. Generelt må metaller avkjøles til temperaturer rundt 0 grader Kelvin (minus-459 Fahrenheit, minus -273 Celsius) ved bruk av flytende nitrogen til en merkbar faseendring skjer. Endringen innebærer en ikke-eksisterende elektrisk motstand, også referert til å bli en superleder. Dette gjør det mulig for energi å passere lettere enn gjennom tradisjonelle ledninger.

Superledelse er vanligvis formålet med den kritiske temperaturprosessen. Når et metall avkjøles til denne kritiske temperaturen, har forskning vist at det er en bedre leder enn ledninger ved romtemperatur. Det er ingen elektrisk motstand, så elektroner kan passere fritt gjennom dette metallet, noe som resulterer i nesten ingen energi som går tapt gjennom varmen. Superledende løkker ved bruk av metaller som er avkjølt til en kritisk temperatur, kan vare flere år med praktisk talt ingen forringelse, sammenlignet med tradisjonelle systemer som ofte må byttes ut på grunn av varme.

Aluminium anses som et utmerket metall som skal brukes med kritisk temperatur-superledelse. Dets lette vekt og smidbarhet gjør det til et førsteklasses valg for ledninger og andre materialer som brukes til å lede strøm. Aluminium brukes ofte i bransjer som trenger å passere store mengder energi, for eksempel et kraftverk eller en stor fabrikk.

Stål og dets mange legeringer har vist seg å være en annen type metall som håndterer denne behandlingen godt. Den kritiske temperaturen på stål er nyttig på flere måter enn bare å lede strøm. Isotermisk glødning er en prosess som er laget for å kontrollere metallens hastighet på temperaturendringer, også kalt en temperaturgradient, som har et bestemt stykke stål avkjølt til like over den kritiske temperaturen, deretter senket under dette punktet og ført opp igjen. Quenching er en annen stålkritisk temperaturprosess som ikke involverer superledelse eller flytende nitrogen, men metallet blir i stedet avkjølt til det punktet i vann, olje eller saltlake for å øke karboninnholdet.