Em metalurgia, o que é temperatura crítica?

A usinagem de metais geralmente se concentra nos benefícios do aquecimento do material a temperaturas extremas, devido à flexibilidade, mas raramente são consideradas as vantagens do resfriamento extremo. Ao resfriar um metal a uma temperatura muito baixa chamada temperatura crítica, pode-se observar um fenômeno elétrico chamado supercondutividade. Esse método é um avanço importante no trabalho elétrico e tem sido utilizado com uma variedade de metais, mas o alumínio e o aço geralmente são os mais comuns.

A temperatura crítica de um metal difere de substância para substância e, por motivos de condutividade, pode não ser possível atingi-la. Geralmente, os metais devem ser resfriados a temperaturas em torno de 0 graus Kelvin (menos-459 Fahrenheit, menos -273 Celsius) usando nitrogênio líquido até que ocorra uma mudança de fase perceptível. A mudança envolve uma resistência elétrica inexistente, também conhecida como se tornar um supercondutor. Isso permite que a energia passe com mais facilidade do que através da fiação tradicional.

Supercondutividade geralmente é o objetivo do processo crítico de temperatura. Quando um metal é resfriado a essa temperatura crítica, a pesquisa mostra que ele é um condutor melhor do que os fios à temperatura ambiente. Como não há resistência elétrica, os elétrons podem passar livremente por esse metal, resultando em quase nenhuma energia perdida pelo calor. Loops de supercondutores que usam metais resfriados a uma temperatura crítica podem durar vários anos com praticamente nenhuma deterioração, em comparação com os sistemas tradicionais que devem ser substituídos com frequência por causa do calor.

O alumínio é considerado um excelente metal para ser usado com supercondutividade crítica da temperatura. Seu peso leve e maleabilidade o tornam a escolha ideal para fios e outros materiais utilizados na condução de eletricidade. O alumínio é freqüentemente usado em indústrias que precisam passar grandes quantidades de energia, como uma usina de energia ou uma grande fábrica.

Verificou-se que o aço e suas muitas ligas são outro tipo de metal que lida bem com esse tratamento. A temperatura crítica do aço é útil de mais maneiras do que simplesmente conduzir eletricidade. O recozimento isotérmico é um processo criado para controlar a taxa de mudanças de temperatura do metal, também chamada de gradiente de temperatura, que possui um pedaço de aço resfriado até um pouco acima da temperatura crítica, depois é abaixado abaixo desse ponto e recuperado. A têmpera é outro processo crítico de temperatura do aço que não envolve supercondutividade ou nitrogênio líquido, mas o metal é resfriado até esse ponto na água, óleo ou salmoura, a fim de aumentar seu conteúdo de carbono.