칠보 유약과 원리[규석, 연단, 붕사, 소다]

칠보 유약은 규석, 연단, 붕사, 소다를 혼합해서 만든다.                     

 

* 규석 : 주로 석영으로 된 광석으로 유리의 재료로 사용된다.                               

         * 연단 : 사산화삼납(납과 산소의 산화물)이라고도 하며 납유리, 도자기

           유약들에 사용 된다.

* 붕사 : 도자기 유약이나 특수유리, 금속 접합시 사용된다,                                  

           금속 접합시 붕사는 땜이 잘 되도록 도와주는데, 두 가지 기능을 한다.

           한가지는 산화막을 방지하고, 두가지는 땜이 잘 녹아 금속표면으로 흐를 수

           있도록 도와준다.

* 소다 : 탄산나트륨이라고도 하며 유리의 원료로 쓰인다.                                      

 

위 네 가지를 도가니에 넣고 1,300℃로 온도를 올려주면 액체가 된다.

   이 액체를 물속에 넣어 급히 식히면 알갱이 형태가 된다.                  

   칠보유약은 이 덩어리 모양의 유약을 갈아서 가루로 만들고              

   여기에 안료가 되는 유기금속산화물을 혼합하여 950℃로 용융(녹임)시켜 만드는 것이다.

 

 

 - 유기금속산화물 첨가에 의한 발색

 

* 빨강 : 산화철과 구리혼합물(소량의 금-투명, 카드뮴과 셀렌-불투명) 

   * 노랑 : 안티몬과 철산화물(산화크롬)                                               

 * 초록 : 구리산화물(굽는 온도에 따라 달라짐)                                  

    * 파랑 : 코발트 화합물                                                                     

*  검정 : 철과 망간 산화물                                                             

 칠보유약은 이와 같이 여러 가지 성분들이 혼합되어 색을 나타낸다.

           만드는 방법이 어렵기 때문에 그만큼 더 곱고 아름다운 빛깔을 나타내는    

 것 같다.

 

규석;

규석자체로 유리를 만들수는 없습니다.

유리는 규사라는 모래형태의 원료로 만드는 것입니다.

하지만 규사와 규석의 화학성분은 SIO2로 같은 성분이기 때문에 규석을 잘게 부수어 인조규사로 만드는

가공 과정을 거치면 유리의 재료로 사용할 수 있습니다.

또한 유리를 만들때는 규사만 들어가는 것이 아니라 소다회나 석회석등의 원료도 함께 넣어야합니다.

그리고 1300도씨 이상의 고온에서 가열, 혼합한 후 평평한 강판위나 기타 특정한 곳에 쏟아 내어 천천히

식히면 판유리의 형태로 유리가공이 이루어 집니다.

따라서 규석을 가지고 유리를 만들어 볼려고 한다는 질문자님의 질문에 대한 답변은 그럴수 없다 입니다.

요약   

주로 석영으로 이뤄진 광물이다. 순도가 높은 흰색을 백규석이라 하고,

그 중 페그마타이트에 포함된 것을 장(長)규석이라고 한다. 연(軟)규석은

 다소 점토가 섞여 있고, 노재(爐材)규석은 철분을 함유하여 적색을 띄며,

내(內)장석은 작은 규석 조각이다.

 

본문화학성분은 무수규산(無水硅酸) SiO2 이다. 순도가 높고 흰색의 것을 백규석이라 하며,

페그마타이트 ·석영맥(石英脈) ·규암 ·처트(chert)에서 산출된다. 규산분은 95~97% 이상이다.

특히 페그마타이트에 포함된 것은 장석과 함께 채굴되므로 장규석(長硅石)이라 한다.

백규석은 주로 유리 ·도자기 ·규소 ·페로실리콘의 원료이다.

연규석(軟硅石)은 석영질 암석이 풍화하여 토상(土狀)을 이룬 것으로 다소 점토가 섞여 있다.

내화(耐火) 모르타르나 시멘트의 혼합재로 사용되며 규산분이 90 % 정도이다. 노재(爐材)

규석은 처트의 일종으로, 철분을 함유하므로 적색을 띠는 각력(角礫)이 있으며 내화벽돌의

주원료이다. 내장석(內張石)은 규석의 작은 조각으로, 지름 5~15cm이며, 도자기 원료 분쇄용

볼밀(ball mill)의 내장용에 사용된다.

 

붕사

 

 붕소, 붕사, 붕산은 이름은 비슷하지만 다 다른 것입니다.
물론 붕소가 개입된다는 것은 공통적이지만요.
구별을 하면 다음과 같습니다.

1. 붕소
주기율표 제3B족에 속하는 비금속원소.
원소기호 : B
원자번호 : 5
원자량 : 10.81
녹는점 : 2300℃
끓는점 : 2550℃
비중 : 1.73(비결정성)

붕사 등 붕산염은 오래 전부터 알려졌는데, 1720년 붕사와 황산에서 붕산을 얻었고,

1807년 영국의 H.데이비가 붕산을 전기분해하여 홑원소물질로서 처음으로 추출하였다.

그는 처음에 붕산 boric acid의 이름을 따서 boracium이라는 이름을 제안하였으나,

그 성질이 탄소 carbon과 비슷하기 때문에 boron이라 부르게 되었다.
【존재】 자연계에 홑원소물질로서는 존재하지 않으나, 붕산 또는 붕산염으로서 널리 분포한다.

붕산염광물로는 붕사를 비롯하여 커나이트·코토아이트·수안석(遂安石)·자이벨리아이트 등이 있다.

또, 바닷물 속에도 소량이 함유되어 있다. 클라크수 0.001로 제41위이다.
【성질】 금속광택이 있는 단단한 흑색 고체로, 전기의 반도체이다. 굳기는 9.3으로 금강석 다음이며,

 탄화붕소보다 단단하다. 화학적 성질은 규소와 비슷하여, 그다지 활발하지 않다. 진한 염산이나

 플루오르화수소와는 가열해도 작용하지 않고, 뜨거운 진한 질산이나 황산과는 약간 작용하여

붕산이 된다.

플루오르와는 상온에서, 염소와는 41℃에서, 또 브롬과는 71℃에서 직접 반응하며, 요오드와는

반응하지 않는다. 산소 속에서는 700℃에서 빛을 발하면서 연소하고, 황과는 600℃에서 반응한다.

 질소 또는 암모니아와 가열하면 질화붕소가 되고, 탄소 ·규소와는 고온에서 반응하여

붕소화물이 된다.

【제조법】 붕소를 산화붕소로 만들어, 산화마그네슘과 함께 융해 플루오르화마그네슘에

녹인 것 등을 써서 전기분해하면 분말이 생긴다. 순도(純度)는 약 99.70%이다.

또, 산화붕소를 나트륨이나 마그네슘 등으로 환원시키면 흑회색의 비결정 붕소가 생기는데,

이 경우는 순도가 낮다.

【용도】 홑원소물질로서는 별로 쓰이지 않고, 철과의 합금인 페로붕소는 제철공장 등에서

 탈산제(脫酸劑)로 사용된다. 또, 열중성자 흡수 단면적이 크므로, 화합물을 만들어 중성자

흡수제로 쓰이는 외에, 유리의 원료를 비롯하여 붕산염으로서의 용도 등 다양하다.

2. 붕사

사붕산나트륨 10수화염.
굳기 : 2∼2.5
비중 : 1.715
색깔 : 유리광택

천연산을 정제하거나, 커나이트를 물에 넣어 끓인 후 재결정(再結晶)시키거나,

코르만석·울렉사이트·브라이세아이트 등에 탄산나트륨을 직접 작용시키거나

일단 붕산을 만든 다음 중화 결정시켜서 얻는다.

천연으로는 온천의 침전물, 화산지대의 호수 침전물 등으로 산출되며, 틴카르라는

이름으로 티베트에서 산출되고, 미국 캘리포니아의 염호(鹽湖) 등에서 붕산염의

 중요 자원으로 산출된다.

【성질】 화학식 Na2B4O7·10H2O. 단사정계(單斜晶系)에 속하는 무색의 판상(板狀)

또는 단주상(短柱狀) 결정이다. 굳기 2∼2.5로, 쪼개짐성[劈開性]이고 무르며,

 유리광택이 있다. 비중 1.715이다. 결정에는 10분자의 물을 함유하며, 350∼400℃로

 가열하면 결정수(結晶水)를 잃고 팽창하여 무수물이 된다. 계속 가열하면 878℃에서

 융해하여 투명한 유리상이 되는데 이것을 붕사구슬이라 한다.

이 붕사구슬에 금속을 부착시켜 불꽃 속에서 강하게 가열하여, 그 색에 의하여 정성분석을

 하는 것이 붕사구슬반응이다. 용해도는 20℃에서 물 100g당 4.7g이다. 공기 중에 방치하면

 서서히 풍화되어 백색 분말이 된다. 알코올에는 녹지 않지만, 글리세롤에는 녹는다.

【용도】 붕사구슬반응으로 정성분석에 이용되며, 붕산이나 붕규산유리·특수유리,

도자기의 유약(釉藥) 원료, 의약품·화장품·세제 등에도 사용된다.

3. 붕산

산화붕소 B₂O가 수화(水和)되어 생기는 산소산.
오르토붕산·메타붕산·사붕산을 총칭하는데, 보통 붕산이라 하면 오르토붕산을 가리킬 때가 많다.

① 오르토붕산:화학식 H3BO3. 무색 투명하거나 또는 백색 광택을 가진 인편상(鱗片狀)의 결정이다.

냄새는 없으며, 특유한 맛이 약간 난다. 녹는점 184~186℃, 비중 1.49. 100g의 물에 3.992g(20℃),

40g(10℃)이 녹는다.

수용액에 쿠르쿠마의 황색시험지[薑黃紙]를 적시면 갈색이 되고, 100℃에서 말리면 적색이 되므로,

이 반응은 붕산의 검출에 이용된다. 또, 알코올 ·글리세롤 등에도 녹으며, 알코올 용액에 점화하면

붕산과 알코올에 의하여 생긴 에스테르가 불꽃 속에서 분리하여 녹색 불꽃을 만들므로 이 반응도

붕산의 검출에 이용되는 경우가 있다. 100℃로 가열하면 1분자를 잃고 메타붕산이 되었다.

 

연단

④ 사산화삼납:화학식 Pb3O4. 연단(鉛丹)·광명단(光明丹)·적연(赤鉛)이라고도 한다. 납을 융해하여공기를 통과시키고 황색의 산화납 PbO로 만든 다음 노(爐) 속에서 400~450 ℃로 충분히 산화하여 만든다. 황색이 도는 적색 안료이다. 비알칼리성을 나타내며, 철의 방청제 페인트로 사용된다. 그밖에 축전지의 전극판재료, 납유리, 도자기의 유약 등에 사용된다.