Vad är kritisk temperatur inom metallbearbetning?

Metallbearbetning fokuserar ofta på fördelarna med uppvärmningsmaterial till extrema temperaturer för flexibilitet, men sällan beaktas fördelarna med extrem kylning. Genom att kyla en metall till en mycket låg temperatur, kallad kritisk temperatur, kan man se ett elektriskt fenomen som kallas superledningsförmåga. Denna metod är ett viktigt framsteg inom elektriskt arbete och har använts med en mängd olika metaller, men aluminium och stål är i allmänhet det vanligaste.

En metalls kritiska temperatur skiljer sig från ämne till ämne och för konduktivitetsändamål kanske det inte är möjligt att nå. I allmänhet måste metaller kylas till temperaturer runt 0 grader Kelvin (minus-459 Fahrenheit, minus -273 Celsius) med flytande kväve tills en märkbar fasförändring inträffar. Förändringen innebär ett obefintligt elektriskt motstånd, även kallad bli en superledare. Detta gör det möjligt för energi att passera lättare än genom traditionella ledningar.

Superledningsförmåga är vanligtvis syftet med den kritiska temperaturprocessen. När en metall kyls till denna kritiska temperatur har forskning visat att den är en bättre ledare än ledningar vid rumstemperatur. Det finns inget elektriskt motstånd, så elektroner kan passera fritt genom denna metall, vilket resulterar i nästan ingen energi förlorad genom värme. Superledande slingor som använder metaller kylda till en kritisk temperatur kan pågå i flera år med praktiskt taget ingen försämring jämfört med traditionella system som ofta måste bytas ut på grund av värme.

Aluminium anses vara en utmärkt metall som ska användas med kritisk temperaturledningsförmåga. Dess lätta vikt och formbarhet gör det till ett utmärkt val för ledningar och andra material som används för att leda elektricitet. Aluminium används ofta i industrier som behöver passera stora mängder energi, till exempel ett kraftverk eller en stor fabrik.

Stål och dess många legeringar har visat sig vara en annan typ av metall som hanterar denna behandling väl. Stålens kritiska temperatur är användbar på fler sätt än att leda elektricitet. Isotermisk glödgning är en process som skapas för att kontrollera metallens hastighet för temperaturförändringar, även kallad en temperaturgradient, som har en viss bit stål kylt till precis över den kritiska temperaturen, sedan sänkt under den punkten och återförts upp. Kylning är en annan stålkritisk temperaturprocess som inte involverar supraledningsförmåga eller flytande kväve, men metallen kyls istället till den punkten i vatten, olja eller saltlösning för att öka dess kolhalt.