마그네슘 바가 불꽃을 만드는 과학적 원리는 무엇인가요?

Question

야외에서 서바이벌용 마그네슘 바를 쇠붙이로 강하게 문지르면 순식간에 뜨거운 불꽃 스파크가 일어나 모닥불에 불을 붙일 수 있다고 하네요. 마그네슘 바가 불꽃을 만드는 과학적 원리는 무엇인가요?

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

서바이벌용 마그네슘 바를 긁을 때 뜨거운 불꽃 스파크가 튀는 원리는 마찰열에 의한 미세 금속 입자의 순간적인 폭발적인 산화 반응이 일어나기 때문입니다. 이와 관련하여 좀 더 자세히 설명해 드릴게요.

스트라이커의 날카로운 단면으로 마그네슘 바를 강하게 긁어내면, 운동 에너지가 열에너지로 바뀌면서 순간적으로 높은 마찰열이 발생하는 동시에 마그네슘이 눈에 보이지 않을 정도로 아주 미세한 금속 가루로 깎여 나갑니다. 금속 덩어리 상태일 때는 산소와 닿는 면적이 작아 상온에서 거의 타지 않지만 미세한 가루 형태로 깎여 나가는 순간 부피 대비 산소와 접촉하는 면적이 비교가 되지 않을 정도로 급격히 넓어집니다. 이 상태에서 마찰열에 의해 순간 발화점에 도달하면, 공기 중의 산소와 폭발적으로 결합하면서 격렬한 산화 반응이 일어납니다. 이 산화 반응은 매우 강력한 발열 반응이어서 순간 온도가 약 2,000~3,000°C까지 치솟으며, 눈이 부실 정도의 백색 불꽃 스파크를 일으키게 됩니다.