비스무트를 활용한 유약실험연구

김광수; 문석종; 김현숙

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김광수 (부산대학교) 문석종 (부산대학교) 김현숙 (부산대학교)

저널정보: 한국조형디자인협회 조형디자인연구 조형디자인연구 제24권 제4호

발행연도: 2021.12

수록면: 197 - 213 (17page)

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본 연구는 독성이 있는 납과 무독성인 비스무트의 용융점을 비교분석하여 비스무트가 유약에 사용하는 납의 특성을 대체할 수 있는지에 대한 가능성을 분석한 실험논문이다. 납은 인체에 축적되는 독성이 있는 금속으로 많은 분야에서 사용을 제한하고 있다. 산업현장에서 이러한 납을 대체할 수 있는 금속은 비스무트이다. 납은 유약에 포함된 금속의 용융점을 낮춰주는 장점이 있다. 연구자는 비스무트에도 이러한 장점이 있는지를 분석하기 위해 납을 첨가한 유약과 비스무트를 첨가한 유약을 1250℃(OF)의 온도까지 번조하여 용융점을 관찰하고 결과물을 도출하였다. 실험은 다음과 같이 진행된다. 프릿트(Ferro Frit3110)와 고화도 유약에 사용되는 장석을 각각 납과 비스무트에 첨가하여 그 반응을 관찰하였다. 비스무트는 원석(Bismuth), 질산(bismuth nitrate), 산화(Bismuth Oxide), 탄산(bismuth carbonate)의 4가지로 선정하고, 납과 비스무트는 각각의 비율이 20%, 40%, 60%, 80%로 준비한 다음 프릿트와 장석을 더해 100%의 구성비가 되도록 첨가하였다. 이후 준비된 유약을 초벌 된 시편위에 올려 용융이 시작되는 온도와 연화온도를 관찰하고 비교분석한다. 비스무트에 프릿트를 첨가할 경우 프릿트의 첨가량보다 비스무트의 첨가량이 많을수록 용융범위가 좁아지는 것을 관찰 할 수 있었으며, 부여장석을 첨가했을 경우에는 비스무트의 첨가량이 많아질수록 용융점이 낮아지고 용융범위가 좁아지는 것을 실험을 통해 확인할 수 있었다. 이러한 결과치는 납에 프릿트와 장석을 첨가했을 때도 용융온도 측면에서 동일한 결과를 나타냈다. 또한 비스무트는 공통적으로 첨가량이 많아질수록 납과 동일하게 유약을 황색으로 만들었으며, 용융온도와 연화온도를 낮추어 주는 것을 확인했다. 본 연구를 통해 비스무트는 용융온도는 낮춰주는 용매제로 충분히 사용이 가능하며, 중·저화도 유약에 효과적인 뿐만 아니라 고화도 유약의 융점도 낮춰준다는 사실을 작품에 적용한 사례를 통해 확인하였다. 특히 비스무트의 경우 번조시간 단축과 함께 납과 달리 인체에 무해하다는 점에서 활용도가 높을 것으로 사료된다.

This study is an experiment paper analyzing possibility of whether nontoxic bismuth can be replaced with toxic lead used in glaze by comparing melting points of lead and bismuth. Lead is a metal whose toxicity is accumulated in human body, and is prohibited from using in many areas. In industrial sites, the metal which can be replaced with lead is bismuth. Lead has merit to lower the melting point of metal contained in glaze. To examine whether bismuth also has such a merit, the glaze containing lead and the glaze containing bismuth were burned to the temperature of 1250℃(OF) to compare melting points of them. The experiment was proceeded as follows. This study added lead and bismuth to ferro Frit3110 and feldspar used in high temperature glaze, respectively, and observed reactions. This study used four kinds of bismuth: pure bismuth, bismuth nitrate, bismuth oxide, and bismuth carbonate, and prepared the proportions of lead and bismuth as 20%, 40%, 60%, and 80%, and frit and feldspar were added to them to make the total proportions of components 100%. Then, glaze was put on the first stage pottery shard to observe and compare the temperatures when melting started, and softening temperatures. It was found that, when frit was added to bismuth, the larger proportion of bismuth was, the narrower the range of melting was, that, when Buyeo feldspar was added, the larger proportion of bismuth was, the lower melting point was, and the narrower the range of melting was. Such results were the same when frit and feldspar were added to lead. It was also found that, the larger the proportion of bismuth was, the more the color of glaze became yellow, and the lower the temperatures of melting and softening were. The analysis of this study found that bismuth can be used as solvent to lower melting temperature, and that it is effective in low and middle and high temperature glazes. In particular, bismuth is useful because it can shorten the firing time and it is nontoxic.

#도예 #비스무트 #유약 #납 #Ceramic #Bismuth #Glaze #Lead

참고문헌 (1)

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Tony Hansen / Ferro Frit 3110 / DIGTALFIRE

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