Unity Molecular Formula를 활용한 유약의 특성 연구 (1)

Study on the Glaze Properties via Unity Molecular Formula (1)

도자기 유약은 고온의 소결 과정을 통하여 소지위에 형성되는 유리질의 피막 층을 말하는 것으로써 유약의 특성을 구현하기 위해 유약의 조성과 소결 공정에 대한 이해와 더불어 유약과 소지간의 반응 및 차이를 제어할 수 있어야 한다. 본 연구에서는 UMF(Unity Molecular Formula) 방식을 활용하여 유약을 조합하고 조성과 소결 조건이 광택도(Glossiness), 표면조도(Surface Roughness), 색도 등에 미치는 영향을 보여주는 도표(diagram)을 구축하였다. 융제(Fluxing)인 알카리(Alkali)와 알카리토(Alkali-earth) 산화물의 비율을 0.3:0.7으로 고정하고 알루미나(Alumina)의 비율 0.2-0.6과 실리카(Silica)의 비율 1.5-4.5을 변화시켜 35가지로 유약을 조합하였다. 소결온도와 분위기에 따른 유약 특성을 분석하기 위하여 1250℃ 산화, 1250℃ 환원, 1315℃산화 조건에서 소결하였다. 1250℃산화소결의 광택(Gloss) 영역은 Al2O3 함량이 0.4 - 0.5와 SiO2 함량이 2.5-4.5 범위에서 기울기 8로 진행하였고, 1250℃ 환원소결의 광택(Gloss) 영역은 Al2O3 함량이 0.4 - 0.5와 SiO2 함량이 2.5 - 4.5 범위와 1315℃ 산화소결의 광택(Gloss) 영역은 Al2O3 함량이 0.2 - 0.4와 SiO2 함량이 1.5 - 2.5 범위에서 기울기 5로 진행하였다. 알루미나(Alumina)와 실리카(Silica)의 함유량이 증가함에 따라 유약의 질감이 실투 또는 덜 녹은 듯한 거친 표면과 불투명하게 관찰되었다. 반광택(Semi-Gloss) 영역은 광택(Gloss) 영역 경계면에 분포하였다. 표면조도(Surface Roughness)는 광택(Gloss)영역에서 1㎛이하로 나타났으며, 알루미나(Alumina) 무광택(Matt) 영역에서 21.54㎛로 가장 높게 나타났다. 광택도(Glossiness)와 표면조도(Surface Roughness)의 상관관계는 비선형의 반비례로 나타났다. 소결온도와 분위기에 따른 시편의 색도는 명도 N8-9, 채도 1이하로 1250℃ 환원소결에 grayish BG 계열과 1250℃, 1315℃산화소결에서 grayish Y계열로 차이가 있었지만 육안으로 구별할 수 없는 무채색으로 판단되었다.

Ceramic glazes refer to coated layers that are formed on the ceramic body through a high-temperature sintering process. To realize the glaze characteristics, an understanding of the creation and sintering process of glazes and the ability to control the reactions and differences between glazes and the ceramic body are necessary. The present study created glazes by using the unity molecular formula (UMF) method and constructed a diagram showing the effect of production and sintering conditions on the glossness, surface roughness, and chromaticity of the glazes. Thirty-five glazes were created by fixing the proportion of alkali and alkaline earth oxides, the fluxing agents used in this study, at 0.3:0.7 and changing the proportion of Al2O3 in a 0.2-0.6 range and the proportion of SiO2 in a 1.5-4.5 range, respectively. To analyze the glaze characteristics according to the sintering temperature and atmosphere, sintering was performed under the conditions of oxidation at 1,250℃, reduction at 1,250℃, and oxidation at 1,315℃. As for oxidation sintering at 1,250℃, the Al2O3 content was in a 0.4-0.5 range, the SiO2 content was in a 2.5-4.5 range, and the slope was 8, respectively, in the glossy area. As for reduction sintering at 1,250℃, the Al2O3 content was in a 0.4-0.5 range and the SiO2 content was in a 2.5-4.5 range, respectively, in the glossy area. As for oxidation sintering at 1,315℃, the Al2O3 content was in a 0.2-0.4 range, the SiO2 content was in a 1.5-2.5 range, and the slope was 5, respectively, in the glossy area. As the alumina and silica contents were increased, the texture of the glazes was observed to have a rough surface and to be opaque, akin to having been devitrified or underfired. The semi-glossy area was distributed along the border of the gloss area. Surface roughness amounted to 1 ㎛ or below in the glossy area and 21.54 ㎛, the highest level, in the alumina non-glossy area, respectively. The correlation between glossiness and surface roughness was non-linear and inversely proportionate. As for the chromaticity of the samples according to the sintering temperature and atmosphere, the luminosity amounted to N8-9 and the chroma amounted to 1 or below, respectively. Although there were differences, with the manifestation of the grayish BG group after reduction sintering at 1,250℃ and the grayish Y group after oxidation sintering at 1,250℃ and 1,315℃, respectively, these achromatic colors were indistinguishable with the naked eye.