MY MENU

자료실

제목

요업화합물

작성자
관리자
작성일
2008.11.20
첨부파일0
추천수
0
조회수
1644
내용
요업화합물의 공급원
1. 염기성(ROㆍR2O) 산화물의 공급원
산화나트륨(Na2O) - 일반적인 저화도 융제. 염기성 산화물중 가장 높은 열팽창계수를 갖고 있고 규산염에 대하여 대부분의 다른 융제보다 낮은 장력 및 탄력을 준다.
공급원
염화나트륨(NaCl)
탄산나트륨(Na2CO3) = 소다회, 탄산소다
중탄산나트륨(NaHCO3)
붕사(Na2O⋅2B2O3⋅10H2O)
소다장석(Na2O⋅Al2O3⋅6SiO2)
빙정석(Na3AlF6)
하석섬장석(0.25K2O⋅0.75Na2O⋅Al2O3⋅4.5SiO2) = Nepheline Syenite
알칼리 자체는 유약의 착색제는 되지 않으나 어떤 종류의 안료에 대해서 큰 영향력을 행사하고 있다. 일반적으로 구리 화합물은 녹색을 나타내지만 산화나트륨(Na2O) 및 산화칼륨(K2O) 유약에 구리 화합물을 넣으면 푸른 색조가 되고, 알칼리가 증가할수록 색조는 강해진다. 망간 화합물의 경우도 보통의 유약에서 갈색의 색조를 띠지만 알칼리유에 망간화합물이 들어가면 자색(紫色)이 되고 알칼리가 많아질수록 자색의 순도는 높아진다.

산화납(PbO) - 주요한 저화도 융제 중의 하나. 다른 모든 융제와 쉽게 결합하고 알칼리 융제보다 낮은 열팽창계수를 갖고 있다. 납은 비록 이 점이 불리할 때도 있지만 유약에 높은 광택을 준다. 납 유약은 잘 녹고 잘 흐른다. 그래서 점력이 많은 타입의 유약의 핀홀이나 다른 결함을 감소시킨다. 가장 큰 결함은 납 화합물들의 독성과(주의 깊게 조합하지 않을 때 그렇다) 강한 과일 산(fruit acid)의 공격에 민감하다는 점이다. 납은 약간 환원되면 어둡게 되거나 막을 형성하는 경향이 있다. 납 유약의 표면은 알칼리 융제가 첨가되지 않는 경우에 쉽게 긁힌다.

공급원

리사지(PbO) = 일산화연
연단(Pb3O4) = 산화연
연백[2PbCO3⋅Pb(OH)2] = 탄산연으로도 불린다.
일규산화연 = 약 16%의 SiO2와 84%의 PbO로 구성된 Frit화된 규산연
이규산화연 = 또 다른 상업적 규산연으로 약 65%의 PbO와 33%의 SiO2 그리고 2% 로 되어있다
황화연(PbS) = 방연광이라고도 불린다.
산화납 원료로는 밀타승(리사지, 황색, PbO), 연단(사산화납, 적색, Pb3O4), 밀타승과 연단의 혼합물인 광명단, 과산화납(PbO2), 연백[2PbCO3⋅Pb(OH)2] 그리고 규산납(PbO⋅nSiO2)등이 있다. 산화납이나 연단은 비중이 각각 9.3~9.5, 9.0~9.2로 무겁기 때문에 슬립 상태로 쓸 수 없다. 그러나 연백은 비중이 6.7이고 전연성이 있기 때문에 많이 이용된다. 실리카 또는 실리카와 카올린의 혼합물에 섞어서 유약이 되는 유일한 것이다. 이러한 유약은 광택이 좋으나 실리카의 양이 적으면 흠집이 생기기 쉽다.
유약에서의 역할
*융제 역할을 하므로 융점이 낮아진다.
*점성이 낮아 유면의 평활성이 매우 좋다.
*굴절률을 크게 하여 광택이 좋으며 유동성, 탄성이 좋다.
*일반적으로 내수성이 좋으며 유면이 떨어져 나가는 박리 현상에 대하여 저항력이 매우 크지만 경도가 작은 단점이 있다.

*납 유약은 PbO의 양과 특성과의 관계가 둔하여 제조 과정이나 조성에서의 오차가 제품의 성질에 예민한 영향을 미치지 않으므로 제조하기 편하다.

그러나 납 성분은 인체에 유독한 중금속 중독을 야기 시키므로 식기류의 유약에 사용할 때에는 사용 전에 다른 성분과 조합하여 완전히 용융 냉각시켜 Frit화해 안정한 상태로 만들어야 한다.
⋇프리트화하는 목적
*독성물질을 무독성물질로 만들기 위하여 독성이 있는 물질을 다른 물질과 고용체로 만들면 독성을 없앨 수 있다.예를 들면 PbO를 SiO2와 반응시키면 PbO⋅nSiO2로 되며 독성이 없어지게 된다.
*수용성 물질을 불용성 물질로 만들어 안정화시킨다.(수용성 물질을 그대로 사용하게 되면 여러 가지 결함이 발생하며 안정된 유약을 얻기가 힘들다.)
*색을 균일하게 하여 준다.(어떠한 물질을 균일하게 혼합하는 방법 중 가장 좋은 방법은 기체의 혼합을 제외하고는 액체와 액체의 혼합이 가장 우수한 것으로 알려지고 있으며 Frit화 할 때에는 완전 용융 상태에서 하므로 액체와 액체의 혼합이 이루어지게 되며 특히 색유를 Frit 처리하게 되면 균일한 색상을 얻을 수 있다.
산화리튬(Li2O) - 유리제조에 흔히 쓰이지만 몇 가지 중요한 특성 때문에 유약에서 가치 있게 쓰인다. 리튬은 광석에 아주 적은 양(3~8%)이 들어 있기 때문에 비싸다. 이것은 나트륨이나 칼륨보다 낮은 분자량을 갖고 있기 때문에(1:3과 1:5의 비율) 용융력을 낮추지 않으면서도 더 적은 양이 사용될 수 있다. 이것은 열팽창으로 일어나는 장력과 수축을 감소시키는 영향력을 갖고 있고, 그래서 좀더 견고한 유약을 만든다. 리튬은 알칼리 금속 중의 하나로 나트륨, 칼륨, 루비듐, 세슘이 포함된 족에 속한다.
공급원
비늘운모(LiF⋅KF⋅Al2O3⋅3SiO2) = Lepidolite

유휘석(Li2O⋅Al2O3⋅4SiO2) = Spodumene

탄산리튬(Li2CO3)

엽장석(Li2O⋅Al2O3⋅8SiO2) = Petalite

둔각석(2LiF⋅Al2O3⋅P2O5) = Amblygonite
이 원료를 소지나 유약 중에 첨가하면 이온 크기가 작은 Li⁺ 이온이 물체내의 결정격자 내를 자유롭게 이동하면서, 열전달을 촉진시키는 역할을 한다. 이러한 열전달 촉진 결과, 물질 내부에 흔히 발생할 수 있는 열적인 스트레스(thermal stress)가 현저히 감소하여 급열⋅급냉에 의한 열충격에 강한 특성을 만들어낸다.
*서냉에 의하여 제품에 균열이 생기는 율이 작아진다.
*냉각 시간을 단축할 수 있어 생산속도를 빠르게 할 수 있다.
*제품의 내열 충격성을 개선한다.

*가열 또는 재소성 속도를 빠르게 할 수 있다.

그러나 실제로 사용상에서 산화 리튬 원료를 사용하는 데는 문제점이 있다. 특히 투명유에 탄산 리튬을 유약 내에 소량 첨가하게 되면 위와 같은 특성 외에 용융온도를 낮추는 역할도 하나, 3%이상 사용 시에는 유약 내에 백색선상(白色線狀)이 나타나 투명도를 해친다. 또 과량 사용 시에는 유탁유로 된다.

리튬의 용도

*융제(Flux)로 이용

*열팽창계수를 이용한 내열자기

*결정화를 이용한 유백효과





산화마그네슘(MgO) - 장석이나 석회석과 결합되어 발견되는 경우가 많다. 다른 염기성 산화물보다 열팽창을 낮추고 알칼리 융제만큼 견고한 유약을 만든다. 어떤 경우에는 약간의 유탁 효과를 내기도 한다. 저화도 유약에서는 내구 효과와 유탁, 무광택 효과를 내지만 고온에서는 쉽게 녹아서 잘 흐른다.

공급원

탄산마그네슘(MgCO3)

백운석(CaCO3⋅MgCO3)

활석(3MgO⋅4SiO2⋅H2O에서부터 4MgO⋅5SiO2⋅H2O까지 다양하다) = 고체이고 불순물이 들어 있는 형태에서는 동석(凍石) 또는 비눗돌(soap stone)로 알려져 있다.

투휘석(透輝石)(CaO⋅MgO⋅2SiO2)
마그네시아(MgO)는 지각의 성분으로 많은 양이 존재하며 마그네사이트, 해수 마그네시아(간수), 활석, 수활석 등으로 산출된다. 마그네시아는 용융온도가 2784~2800이다. 마그네시아를 도자기 소지에 첨가하면 열팽창 계수가 작아지므로 내열자기에 사용되고 있고 순도가 높은 마그네시아 자기는 고온에서 견딜 뿐만 아니라, 전기 절연성이 좋고 열적으로도 양도체이다. 또한 기계적으로도 강하여 내열⋅내충격성이 커서 활용도가 높다. MgO 는 공업용 특수자기를 제외하고는 소지에 넣는 경우가 거의 없으며 유약 첨가물로서 쓰이게 된다.

MgO를 유약 중에 소량 넣으면 저온도에서는 내화제로 작용하나 고온도에서는 현저한 매용제가 되어 유약의 유동성을 크게 증대한다. 또한 MgO의 양이 유약 중에 일정 범위를 넘어서면 그만큼 난용성이 되고, 결정의 성장을 촉진하여 반매트(semi-matt) 또는 매트 상태가 된다. 또 마그네시아 양을 증가시킬 때 일어나는 현상으로 표면장력이 증대하여 심하면 유약 몰림 현상이 일어난다. 이러한 현상을 이용하여 재유와 같은 효과를 얻기도 한다.

조건에 따라 유약의 불투명성을 증가시키기도 하지만 지르콘이나 산화주석만큼 불투명성이나 백색도가 좋지 못하다. 결정 성장에서도 반매트, 매트유에서는 매우 효과적이나 커다란 결정을 성장시키는 데는 2% 미만으로 첨가되어야 한다.
산화바륨(BaO) - 조건하 강한 활성 융제. 유리질이 형성되면 그 광택은 규산연 다음으로 강하다. 유약의 열팽창에 있어서 바륨의 영향은 알칼리와 칼슘보다는 못하다. 소성시의 발연은 납처럼 독성이 있다. 칼슘, 스트론튬, 라듐을 포함하는 알칼리 토 광물 중의 하나이다.
공급원
탄산바륨(BaCO3)
산화칼륨(K2O) - 융제로서는 나트륨과 유사. 낮은 열팽창계수를 갖고 있기 때문에 유약을 튼튼하게 하고 광택을 주며 유약의 유동성을 낮춘다.
공급원
탄산칼륨(K2CO3) = 진주회(灰)로 알려져 있다.
칼륨장석(K2O⋅Al2O3⋅6SiO2)
콘월석(1RO⋅1.16Al2O3⋅8.95SiO2) = 일정치 않은 구성의 복화합물로 대강 장석과 비슷하며 칼슘, 나트륨, 칼륨 등의 융제를 갖고 있다.
캐롤라이나석 = 콘월석과 유사한 미국산 제품
화산재(Volcanic ash)
바이트록스(1RO⋅1.69Al2O3⋅14.64SiO2)
산화칼슘(CaO) - 여타 알칼리 산화물과 비교해서 마멸과 약한산과 풍화작용에 더 잘 견디는 유약을 만들어낸다. 열팽창계수를 낮추기 때문에 장력을 높인다. 다른 융제와 함께 소량으로 저화도 유약에서 사용되는 경우가 종종 있지만 cone 3 이하의 온도에서 단독으로 용제로 사용되면 안 된다. 알루미나와 함께 과량의 칼슘은 무광택 질감을 내는 경향이 있다
공급원
탄산칼슘(CaCO3) = 호분이라고도 불린다.
붕산칼슘(2CaO⋅3B2O3⋅5H2O) = 콜레마나이트 혹은 콜만석으로 더 잘 알려져 있다.
백운석(CaCO3⋅MgCO3) = Dolomite
플루오르화칼슘(CaF2) = 형석
인산칼슘[Ca3(PO4)2]
규회석(CaO⋅SiO2)
나무재(木灰)
유약에서의 역할
*유약의 경도를 증가시킨다.
즉 마모에 대한 저항성을 증가시킨다.
*풍화에 대한 저항성을 증가시키고 물의 용해작용에 대한
저항성을 더하며 또 묽은 무기산 용액에 대한 저항성을
증가시킨다.
*알칼리의 작용에 비하면 인장 강도를 더하고, 열팽창계수를
현저하게 저하시킨다. 즉 유면 잔금을 방지한다.
*값싸고 풍부하게 획득할 수 있다.
산화아연(ZnO) - 수용성이 큰 알칼리 융제 대신에 사용될 수 있다. 마그네슘 다음으로 열팽창을 낮추며 칼슘 다음으로 유약의 강도와 저항력을 높인다. 유약에 약간의 유탁 효과를 내고 균열이 가는 결함을 감소시킨다.
0
1

게시물수정

게시물 수정을 위해 비밀번호를 입력해주세요.

댓글삭제게시물삭제

게시물 삭제를 위해 비밀번호를 입력해주세요.