학문

도자기 표면의 미세한 구멍을 메우고 외부 수분이나 오염 물질의 흡수를 차단하는 원리가 무엇인가요?

도자기 표면에 바르는 유약이 가마 안의 높은 온도에서 녹아 반짝이는 유리질 층을 형성함으로써, 도자기 표면의 미세한 구멍을 메우고 외부 수분이나 오염 물질의 흡수를 차단하는 원리가 무엇인가요?

2개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

    도자기 표면에 유약을 발라 구우면 반짝이는 유리질이 되는 것은 고온에서 일어나는 광물의 상태 변화와 비결정질 구조의 형성에 기반합니다. 유약의 주성분은 유리를 만드는 규석과 이를 잘 녹게 돕는 장석, 석회석 등의 광물 가루입니다. 이 유약을 도자기 바탕 흙인 태토 위에 바르고 가마 안에서 1200도 이상의 고온으로 구우면, 고체였던 광물 성분들이 녹아 끈적끈적한 액체 상태로 변합니다.

    ​이렇게 액체로 변한 유약은 중력과 모세관 현상에 의해 도자기 표면에 무수히 흩어져 있던 미세한 구멍 속으로 자연스럽게 흘러 들어가 틈새를 빽빽하게 채웁니다. 이때 유약 성분 중 일부는 바탕 흙의 성분과 고온에서 화학적으로 반응하며 경계면에서 강력하게 결합합니다.

    ​이후 가마의 온도가 내려갈 때 핵심적인 물리적 변화가 일어납니다. 광물이 아주 서서히 식으면 규칙적인 결정 구조를 갖게 되지만, 가마 속 유약은 비교적 빠르게 식으면서 원자들이 규칙적인 배열을 이룰 시간 없이 그대로 굳어버립니다. 이를 화학에서는 원자 구조가 불규칙하게 엉킨 비결정질, 즉 유리질 상태라고 부릅니다. 이 유리질 층은 빛을 매끄럽게 반사하여 표면을 반짝이게 만들 뿐만 아니라, 원자들이 빈틈없이 뒤엉켜 있어 물 분자가 통과할 공간을 주지 않습니다. 결국 흙의 미세한 구멍들이 단단한 유리막으로 완전히 봉쇄되면서 외부 수분과 오염 물질의 흡수를 차단하게 됩니다.

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    채택된 답변
  • 안녕하세요.

    도자기에 바르는 유약은 주로 이산화규소, 장석, 석회 등의 무기물로 이루어져 있는데요, 도자기를 가마에서 높은 온도로 구우면 유약 성분이 녹아 점성이 있는 액체 상태가 되고, 이 액체가 도자기 표면의 미세한 틈과 구멍 사이로 퍼져 들어갑니다.

    이후 가마에서 꺼내어 냉각되면 녹아 있던 유약이 굳으면서 유리와 비슷한 구조의 유리질 층을 형성합니다. 이때 유리는 원자들이 불규칙하게 배열된 비정질 고체인데, 이러한 구조는 물이나 오염 물질이 통과하기 어려운 치밀한 막을 만듭니다. 결과적으로 원래 다공성인 도자기 표면의 미세한 구멍들이 막혀 물이 스며드는 현상이 크게 줄어들고, 음식물이나 세균, 오염 물질의 흡수도 억제됩니다. 또한 유리질 층은 빛을 반사하여 특유의 광택을 만들어 내고, 표면의 내구성과 내마모성을 높이는 역할도 합니다. 감사합니다.