En metalurgia, ¿qué es la temperatura crítica?

El trabajo del metal a menudo se centra en los beneficios de calentar el material a temperaturas extremas para la flexibilidad, pero rara vez se consideran las ventajas del enfriamiento extremo. Al enfriar un metal a una temperatura muy baja llamada temperatura crítica, se puede observar un fenómeno eléctrico llamado superconductividad. Este método es un avance importante en el trabajo eléctrico y se ha utilizado con una variedad de metales, pero el aluminio y el acero generalmente son los más comunes.

La temperatura crítica de un metal difiere de una sustancia a otra y, para fines de conductividad, puede no ser posible alcanzarla. En general, los metales deben enfriarse a temperaturas alrededor de 0 grados Kelvin (menos-459 Fahrenheit, menos -273 Celsius) usando nitrógeno líquido hasta que ocurra un cambio de fase notable. El cambio implica una resistencia eléctrica inexistente, también conocida como convertirse en un superconductor. Esto permite que la energía pase más fácilmente que a través del cableado tradicional.

La superconductividad generalmente es el propósito del proceso de temperatura crítica. Cuando un metal se enfría a esta temperatura crítica, la investigación ha demostrado que es un mejor conductor que los cables a temperatura ambiente. No hay resistencia eléctrica, por lo que los electrones pueden pasar libremente a través de este metal, lo que resulta en casi ninguna pérdida de energía a través del calor. Los bucles superconductores que usan metales enfriados a una temperatura crítica pueden durar varios años prácticamente sin deterioro, en comparación con los sistemas tradicionales que deben reemplazarse con frecuencia debido al calor.

El aluminio se considera un metal excelente para ser utilizado con superconductividad de temperatura crítica. Su peso ligero y maleabilidad lo convierten en una excelente opción para cables y otros materiales utilizados en la conducción de electricidad. El aluminio a menudo se usa en industrias que necesitan pasar grandes cantidades de energía, como una planta de energía o una gran fábrica.

Se ha descubierto que el acero y sus muchas aleaciones son otro tipo de metal que maneja bien este tratamiento. La temperatura crítica del acero es útil en más formas que simplemente conducir electricidad. El recocido isotérmico es un proceso creado para controlar la velocidad de los cambios de temperatura del metal, también llamado gradiente de temperatura, que tiene una pieza de acero en particular enfriada justo por encima de la temperatura crítica, luego baja por debajo de ese punto y vuelve a subir. El enfriamiento es otro proceso de temperatura crítica del acero que no involucra superconductividad o nitrógeno líquido, sino que el metal se enfría hasta ese punto en agua, aceite o salmuera para aumentar su contenido de carbono.