[유약] 유약재료
2005-03-04 (금) 00:00 조회 : 5162

유약재료

<장석>
장석은 화성암의 약 60%를 구성하고 있는 조암광물로서 실제 천연산으로 산출되는 것
은 순수한 것보다는 혼성상태인것이 많다. 도자기 원료에 사용되는 장석은 일반적으로
소지에는 정장석, 회장석 유약에는 소오다 장석을 사용한다. 사용목적은 낮은 온도에서
용융하여 점도가 높은 액체 상태를 형성하는 특성, 즉 융제로 쓰이는 것이다.
장석은 용융온도가 낮고 고온소성중 가소성 원료인 점초나 비가소성 원료인 규석을 용
해하는 융제역할을 함으로써 흡수성이 없고 투광성이 높은 자기의 조직을 구성하는 면에
서 대단히 중요하다.

<카올린>
기본화학식은 Al2O·2SiO2·2H2O이며, 이에 속하는 광물은 Kaolinite, Nacrite, Dickite,
Halloysite등이 있는데 이들을 Kaolin족 광물이라고 칭한다. 화강암은 장석. 석영. 운모
등의 광물이 섞여 있는 암석인데, 장석은 화학 작용에 의해, 분해되고 다른 광물은 미처
분해되지 못하고 그대로 섞여 있으므로 회색 또는 갈색을 띤 백색 물질로서 이것을 카올
린 원토라고 한다. 카올린 원토는 점토입자, 여러 크기의 석영. 미분해 장석 등으로 구성
되어 있다. 즉 카올린도 점토와 같은 구성 분으로 생성되는 같은 물질이나 일반적인 개
념으로는 색상이 희고 입자가 비교적 크며 점력이 적은것을 카올린이라고 하고, 색이 짙
고 가소성이 큰석을 점토라 한다.

<규석>
규석은 화학식 SiO2로 표시하며 도자기는 물론 내화물 유리 법랑 등에 사용되며 가장
흔한 형태는 석영이다. 규산중에서 가장 밀도가 큰석은 석영이고 그보다 덜 조밀한 구조
를 갖고 있는것이 트리디마이트이며, 그것보다 밀도가 더 낮은 것이 크리스토발라이드이
다. 석영은 온도상승에 따른 전이현상이 뚜렷하고 열팽창이 매우크다.
규석은 유약원료로 많이 사용된다. 이것은 규석이 다른 산화물, 특히 알칼리와 결합하
여 규산염을 형성하기 쉽기 때문이며, 특히 유약 성분으로서 SiO2의 양이 너무 많으면
유약은 불용성이 되고 반대로 너무 적으면 이용성이 된다. 일반적으로 유약에 규석의 함
량이 많아지면 융점이 높아지고 유동성이 감소되는 경향이 있다.

<석회석>
석회석의 화학식은 CaCO3로 지각을 형성하는 수성암이며 CaO의 원료중 가장 많이 사
용되는 광물이다. 조개껍질, 산호, 석회조(石灰藻)등의 화석으로 된 것과 해수의 박테리아
에 의해 생기는 탄산암모늄이 칼슘의 염유와 작용하여 탄산 석회로 침전하여 생긴 것이
다.
유약은 유리와 마찬가지로 유리를 형성하는 원료와 유리를 형성하는데 도움을 주는 원
료 그리고 안정하게 하는 역할의 안정제가 필요하게 된다. 이 안정하게 하는 역할을
CaO가 담당한다. 또한 염기성 물질인 CaO는 융제 역할을 하여 용융점을 낯추는 역할도
한다. 그러므로 도자기 소지에 3% 이하의 석회석을 첨가하면 수축 및 기계적 강도가 매
우 커지고 기공률을 감소시키며, 약간의 투명성을 가지게 한다. 형석도 같은 역할을 하
며, 기공률을 낮추는 데는 석회석이 효과적이다. CaO 원료는 공기중의 수분과 반응하여
Ca(OH)2로 되는 소화(slaking)현상을 일으킨다. 그 반응은 다음과 같다.
CaO+H2O ↔ Ca(OH)2
이 Ca(OH)2는 가용성이며 용융온도가 낮다. 이러한 반응은 조합이 잘못된 백운도기에서
발생하는 경우가 많다 그러므로 융제 역할과 안정제 역할을 하는 용도로는 아주 적은 양
만이 사용되고 있으며 자신은 반응에 참여하지 않고 반응을 촉진하는 광화제로 도 쓰인
다. 석회석은 주로 방해석(Calcite)으로 형성되어 있으며 850~900℃ 사이에서 분해하여
칼시아(Calcia)로 된다.
CaCO3 → CaO+CO2↑
도자기에서 융제의 역활과 소지의 백색도를 높이기 위해서 석회석이 극히 소량 사용되
는데, 이때 쓰이는 석회석의 질은 SiO2 1.5%이하, CaCO3 96% 이상의 것이어야 한다. 도
자기용으로는 철분 함량이 0.5% 미만이어야 하며 유역에 사용되었을 때는 유탁작용(乳濁
作用)을 하여 온화하고 부드러운 맛을 준다. 불순물로 백운석, 활석, 골회등이 섞여 있다.
 
<탄산바륨>
도자기에 쓰이는 대부분의 바륨은 중정석으로 화학식 BaSO4를 쓴다. 바륨을 함유하는
광물로는 중정석(重晶石), 독중석(毒重石), 바륨 장석(Celsian)등이 있지만 공업용 천연 원
료로는 중정석이 많이 사용되고 있으며, 특히 우리나라에는 중정석만이 산출되고 있고
품질도 양호하다고 한다. 탄산바륨은 우리나라에서 산출되지 않아 중정석을 가공하여 얻
거나, 수 입에 의존하고 있다. 요업 계에서 많은 용도를 가지고 있으며 도자기에서는 주
로 유약에 쓰이고 있다.
독중석이라는 명칭은 탄산바륨의 심한 독성에서 연유한 일반 명칭이다. 탄산바륨은 비
중이 4.4이고, 분자량이 197.4이며, 물엔 잘 녹지 않지만 산에는 녹는 특성을 지니고 1440
℃에서 열 분해한다.
BaCO3 → BaO+CO2↑
1440℃
조건에 따라 다른 알칼리 금속 화합물보다도 강력한 매용제 역할을 하기도 하며, 산화
염 소성에서는 Pbo의 일부를 BaO로 치환할 수 있다. 유약의 굴절률을 증가시켜 광택
이 좋아지지만 납의 효과보다는 못하다. 양이 많아지면 메트유약이 된다. CaO나ZnO에
비교하면 어떠한 비율로 치환해도 유약의 탄성률을 저하시키며,열팽창계수에 미치는 영
향은 아연화와 같고, 알칼리나 석회보다는 효과가 적다.

 

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