Что такое критическая температура в металлообработке?

Металлообработка часто фокусируется на преимуществах нагревания материала до экстремальных температур для податливости, но редко рассматриваются преимущества экстремального охлаждения. Охлаждая металл до очень низкой температуры, называемой его критической температурой, можно наблюдать электрическое явление, называемое сверхпроводимостью. Этот метод является важным достижением в электромонтажных работах и ​​был использован с различными металлами, но алюминий и сталь обычно являются наиболее распространенными.

Критическая температура металла отличается от вещества к веществу и, в целях проводимости, может оказаться невозможным достичь. Как правило, металлы должны быть охлаждены до температуры около 0 градусов Кельвина (минус-459 по Фаренгейту, минус -273 по Цельсию) с использованием жидкого азота, пока не произойдет заметное изменение фазы. Изменение включает в себя несуществующее электрическое сопротивление, также называемое сверхпроводником. Это позволяет энергии проходить легче, чем по традиционной проводке.

Сверхпроводимость обычно является целью процесса критической температуры. Когда металл охлаждается до этой критической температуры, исследования показали, что он является лучшим проводником, чем провода при комнатной температуре. Электрического сопротивления нет, поэтому электроны могут свободно проходить через этот металл, что почти не приводит к потере энергии при нагревании. Контуры сверхпроводника с использованием металлов, охлажденных до критической температуры, могут прослужить несколько лет практически без износа по сравнению с традиционными системами, которые необходимо часто заменять из-за нагрева.

Алюминий считается отличным металлом для сверхпроводимости при критических температурах. Его легкий вес и податливость делают его лучшим выбором для проводов и других материалов, используемых при проведении электричества. Алюминий часто используется в отраслях, нуждающихся в передаче большого количества энергии, таких как электростанции или крупные заводы.

Было обнаружено, что сталь и ее многочисленные сплавы являются другим типом металла, который хорошо справляется с этой обработкой. Критическая температура стали полезна не только для проведения электричества. Изотермический отжиг - это процесс, созданный для контроля скорости изменения температуры металла, также называемой градиентом температуры, при которой конкретный кусок стали охлаждают до чуть выше критической температуры, затем опускают ниже этой точки и возвращают обратно. Закалка - это еще один процесс критической температуры стали, который не включает сверхпроводимость или жидкий азот, но вместо этого металл охлаждают до этой точки в воде, масле или рассоле, чтобы увеличить содержание углерода.