La lavorazione dei metalli spesso si concentra sui vantaggi del riscaldamento del materiale a temperature estreme per la flessibilità, ma raramente vengono considerati i vantaggi del raffreddamento estremo. Raffreddando un metallo a una temperatura molto bassa chiamata temperatura critica, si può osservare un fenomeno elettrico chiamato superconduttività. Questo metodo è un importante progresso nel lavoro elettrico ed è stato utilizzato con una varietà di metalli, ma l’alluminio e l’acciaio generalmente sono i più comuni.
La temperatura critica di un metallo varia da sostanza a sostanza e, ai fini della conduttività, potrebbe non essere raggiungibile. Generalmente, i metalli devono essere raffreddati a temperature intorno a 0 gradi Kelvin (meno -459 Fahrenheit, meno -273 Celsius) utilizzando azoto liquido fino a quando non si verifica un notevole cambiamento di fase. Il cambiamento comporta una resistenza elettrica inesistente, chiamata anche diventare un superconduttore. Ciò consente all’energia di passare più facilmente rispetto al cablaggio tradizionale.
La superconduttività di solito è lo scopo del processo a temperatura critica. Quando un metallo viene raffreddato a questa temperatura critica, la ricerca ha dimostrato che è un conduttore migliore dei fili a temperatura ambiente. Non c’è resistenza elettrica, quindi gli elettroni possono passare liberamente attraverso questo metallo, con conseguente quasi nessuna perdita di energia attraverso il calore. I circuiti superconduttori che utilizzano metalli raffreddati a una temperatura critica possono durare diversi anni praticamente senza deterioramento, rispetto ai sistemi tradizionali che devono essere sostituiti frequentemente a causa del calore.
L’alluminio è considerato un metallo eccellente da utilizzare con la superconduttività a temperatura critica. La sua leggerezza e malleabilità lo rendono una scelta privilegiata per cavi e altri materiali utilizzati nella conduzione dell’elettricità. L’alluminio viene spesso utilizzato nelle industrie che necessitano di far passare grandi quantità di energia, come una centrale elettrica o una grande fabbrica.
Si è scoperto che l’acciaio e le sue numerose leghe sono un altro tipo di metallo che gestisce bene questo trattamento. La temperatura critica dell’acciaio è utile in più modi rispetto alla semplice conduzione di elettricità. La ricottura isotermica è un processo creato per controllare la velocità dei cambiamenti di temperatura del metallo, chiamato anche gradiente di temperatura, che ha un particolare pezzo di acciaio raffreddato appena al di sopra della temperatura critica, quindi abbassato al di sotto di quel punto e riportato su. La tempra è un altro processo a temperatura critica dell’acciaio che non comporta superconduttività o azoto liquido, ma il metallo viene invece raffreddato fino a quel punto in acqua, olio o salamoia per aumentare il suo contenuto di carbonio.