자기의 비중, 성질, 종류 및 값 표
자기는 기체와 물을 통과시키지 않는 세라믹의 한 종류입니다. 입자가 굵은 석영, 소성 점토, 카올린, 장석 혼합물을 고온에서 구워 만듭니다. 얇은 자기는 빛을 투과하고 가볍게 두드리면 높고 맑은 특유의 소리가 나며, 제품의 두께와 형태에 따라 소리가 달라질 수 있습니다.
‘자기’라는 용어는 리튬계, 지르코늄계, 붕산칼슘계, 알루미나계 자기 등 특수 세라믹 재료의 높은 밀도를 나타내는 공업용 세라믹에도 사용할 수 있습니다.
자기 비중표
자기는 복합적인 재료이므로 현장에서 직접 비중을 계산할 수 없습니다. 이러한 계산은 전문 화학 실험실에서 수행합니다. 다만 자기의 평균 비중은 알려져 있으며 2.15~2.5g/cm³입니다.
계산하기 쉽도록 자기의 비중과 측정 단위에 따른 중량을 아래 표에 정리했습니다.
| 재료 | 비중(g/cm³) | 1m³의 중량(kg) |
| 자기 | 2.15~2.5 | 2150~2500 |
자기의 성질
자기는 해당 용도에서 사용 성능이 우수합니다. 밀도는 일반적으로 2.4~2.5g/cm³ 범위이며 약 2150~2500kg/m³에 해당합니다. 소결되어 치밀한 소지는 공극률이 낮고 물을 거의 흡수하지 않습니다.
백색도는 자기의 품질을 결정하는 주요 요소 가운데 하나입니다. 이 값은 주로 크로뮴, 타이타늄, 철 및 기타 착색 화합물과 같은 불순물의 종류에 따라 달라집니다. 가마의 분위기와 소성 조건도 백색도에 영향을 줄 수 있습니다. 불순물에 미세 입자가 들어 있으면 원료에 이른바 검은 반점이 생겨 제품의 외관을 해칠 수 있습니다.
3가 산화철이 들어가면 제품이 노란빛을 띠고 2가 산화철이 들어가면 푸른빛을 띱니다. 카올린을 첨가하고 유약층의 두께를 늘리면 백색도를 더 높일 수 있습니다.
자기의 투광성은 소지 속 융제의 양, 소성 온도, 입자의 분산도에 따라 달라집니다. 점토 화합물과 석영, 멀라이트, 기포의 양을 줄이면 투광성을 높일 수 있습니다.
자기에서는 강도도 중요한 요소입니다. 유약의 강도와 소지의 강도라는 두 가지 특성으로 구분합니다. 소지의 강도는 유리질상과 결정상의 비율, 소지 자체의 공극률과 두께에 따라 달라집니다. 점토질 재료의 함량도 강도에 영향을 줍니다. 점토질 재료가 50~54%인 제품은 기계적 강도가 더 높습니다.
자기의 종류
조성에 따라 두 종류로 나눕니다.
- 경질 자기. 카올린 47~66%, 석영 25%, 장석 25%가 들어 있습니다. 1400~1460°C에서 만들어야 합니다. 전기 절연체와 일상용 식기를 만드는 데 사용합니다. 본차이나는 일반적으로 골회를 첨가한 별도의 종류로 봅니다. 백색도, 투광성, 얇은 두께로 평가받지만 보편적으로 ‘가장 단단한’ 자기는 아닙니다.
- 연질 자기. 카올린 25~40%, 석영 45%, 장석 30%가 들어 있습니다. 1300~1350°C에서 만들어야 합니다. 예술품을 만드는 데 사용합니다.
자주 묻는 질문
자기 1m³의 무게는 얼마인가요?
밀도가 2.15~2.5g/cm³일 때 자기 1m³의 무게는 약 2150~2500kg입니다. 공업용 세라믹은 값이 다를 수 있습니다.
자기의 밀도가 조성에 따라 달라지는 이유는 무엇인가요?
카올린, 석영, 장석, 첨가제, 소성 온도, 소지의 소결 정도가 밀도에 영향을 줍니다.
자기 제품의 무게는 어떻게 계산하나요?
제품의 부피를 구한 뒤 해당 자기 종류의 밀도를 곱합니다. 형태가 복잡하다면 실제로 무게를 재는 편이 더 정확합니다.