금속이나 돌 같은 광물을 자를 때 물을 쓴다고 하는데, 물이 어떻게 그렇게 강도가 높은 물질을 자를 수 있는 것인가요?

Question

우리가 사용하는 금속이나 돌(대리석) 같은 광물을 자를 때 물을 쓴다고 하는데요.

물이 어떻게 그렇게 강도가 높은 물질들을 자를 수 있는 것인가요?

물이 가장 날카롭다라는 원리가 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.

고압의 물을 사용하기 때문입니다.

그러한 기기를 '워터젯 커터'라고 하는데요, 산업용 '워터젯 커터'의 수압을 살펴보면 사용되는 수압은 30,000psi(210 MPa)에서 90,000psi(620 MPa)까지 이릅다.

이정도 수압은 웬만한 강철을 절단하는 데 충분하다고 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경태 과학전문가입니다.

물을 자르는 과정에서 물은 물체를 냉각시키고 윤활제 역할을 합니다. 고열이 발생하는 절삭 작업에서 물을 사용하면, 물은 물체를 신속하게 냉각시켜 열에 의한 손상을 예방하고, 동시에 마찰을 줄여서 절삭 과정을 원활하게 만듭니다. 물을 높은 압력으로 분사하면, 물은 광물의 표면으로 침투하여 압력을 가하고 분리력을 발생시킵니다. 물의 분사 압력과 관련된 장비(예: 워터젯, 물쏘시)를 사용하면 광물의 결속력을 깨뜨리고 절단할 수 있습니다.