프릿 유약에서 지르콘의 미세구조 발달과 결정화 메커니즘

전문가 제언

○ 지르코늄 규산염으로 불리는 지르콘(ZrSiO4)은 장식 세라믹 산업에서 유약의 유백효과를 위하여 많이 사용되고 있다. 이는 지르콘 결정이 높은 굴절율과 모스경도를 갖고 있고, 불투명도를 높게 할뿐 아니라 유약에 우수한 기계적 특성을 부여하기 때문이다. 이러한 결정화를 과학적으로는 실투(devitrification) 현상이라 부르기도 한다.

 

○ 프릿유약(frit glaze)을 위하여 원료로서 지르콘이나 지르코늄 화합물이 사용되는데, 지르코늄 공급물질과는 상관없이 최종 유약에서 ZrSiO4 결정이 유백제로서 주 역할을 한다. 그간 ZrSiO4의 핵생성과 결정성장의 단계를 거치는 결정화 현상에 대한 많은 연구들이 있어왔지만, ZrSiO4에 대한 결정의 미세구조 발달에 대한 것은 거의 없었다.

 

○ 본고는 유약 소성에 의한 ZrSiO4 결정의 형성 과정과 미세구조의 변화에 대한 내용을 다루었다. 낮은 온도에서 t-ZrO2에서 변환한 ZrSiO4 결정은 안쪽과 바깥쪽 양 방향으로 성장하고, 중간산물인 Ca2ZrSi4O12는 직접 ZrSiO4로 분해되어 바깥쪽으로 성장하였다. 또한 최종 유약에서 ZrSiO4는 기둥 모양의 결정 형태를 갖고 있었다.

 

○ 지르콘 유백 유약에 대한 연구가 1950 년대에 시도된 이후로 1990 년대에 들어와 유백제의 제어된 결정화에 대한 관심이 증가하게 되었다. 대부분이 특별한 미세구조의 개발과 응용을 중심으로 많은 보고들이 스페인, 이태리, 미국, 일본, 중국 등에서 꾸준하게 있어왔으나, 미세구조의 발달과 결정화 메커니즘에 대한 관심은 근래에 들어와서이다.

 

○ 한국은 도자기와 타일에 응용하고자 하는 지르콘 유백 유약에 대한 관심이 2000 년대 후반에 들어와서 증가하고 있다. 그러나 대부분의 연구는 실제적으로 도예 분야로서 색상과 질감과 같은 조형적인 측면을 고려한 재료조성 및 소성에 집중되어지고 있다. 첨단 세라믹 재료들의 결정화 기술이 상당한 수준에 있음을 토대로 유백 유약 분야에도 관심을 갖고 발전시킬 필요가 있다.

저자

Shaohua Wang, Cheng Peng, Huiyin Xiao, Jianqing Wu

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2015

권(호)

35()

잡지명

Journal of the European ceramic society

과학기술
표준분류

재료

페이지

2671~2678

분석자

정*생

분석물

• 프릿 유약에서 지르콘의 미세구조 발달과 결정화 메커니즘.pdf [457,253 byte]

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