화학공학소재연구정보센터
학회 한국재료학회
학술대회 2019년 가을 (10/30 ~ 11/01, 삼척 쏠비치 호텔&리조트)
권호 25권 2호
발표분야 D. 구조 재료 분과
제목 산화칼슘(CaO) 성분의 음식 부산물을 활용한 도자기 유약 연구
초록 썩지 않는 음식물 쓰레기의 주된 종류인 동물 뼈와 폐조개류는 기본적인 주성분이 산화칼슘(CaO)으로 유약의 매용재로 쓰이는 석회석과 성분이 유사하다고 알려져 있다. 이에 식용용 육류로 소비되는 소뼈와 굴, 홍합과 같은 패각류로 인한 환경오염을 줄이고, 도자기 유약으로 활용할 수 있는 방안에 대해 모색해 본 결과는 아래와 같다.

가. 실험 원료 성분 분석(XRF) : 4가지 시료 모두 다량의 산화칼슘(CaO)을 함유하고 있으며 소뼈의 경우 산화인(P2O5)이 상대적으로 많았다.
나. 2성분계 실험 결과 : 장석과 소뼈, 홍합껍질, 굴껍질, 석회석을 2:8 ~ 8:2 비율로 배합하여 2차 소성한 결과 장석의 비율이 70% 이상일 때 유약의 용융상태가 안정적이었다.
다. 3성분계 실험 결과 : 유약실험 결과 9번 시편에서 4가지 배합 유약 모두 안정적인 유리질 광택의 결과물을 보여주었다.
라. 유약 흐름도 실험 결과 : 9번 시료에 카오린 11%와 규석 19%를 첨가한 시편이 유약의 용융상태에서 과도한 흐름을 잡아주는 역할을 한다는 것을 알게 되었다.
라. 착색산화물 첨가 실험 및 UV색상 분석 : 석회석과 굴껍질 배합 시료는 발색이 거의 일치하나 산화철 시료의 a*b*(녹-적계열)의 값이 굴껍질은 녹색계열이, 석회석은 적색계열이 높게 나타나고 L*(명도)값은 석회석이 더 높았다.

마. XRD 결정상 분석 결과:착색첨가물 중 산화철 첨가 실험에서 금색의 결정체가 확연하게 관찰되어 이에 대한 결정상 분석(XRD)을 분석해보았다. 분석결과 석회석에 산화철 7%를 첨가한 유약의 경우 긴사각기둥 모양의 단사정계(monoclinic prismatic) 형태가 특징인 Augite 결정이 존재함을 확인하였다. 굴껍질에 산화철 7%를 첨가한 유약은 Potassium Sodium Magnesium계통의 Osumilite-(Fe)결정상을 띄며, 소뼈-산화철 7%의 경우는 결정을 다량 유발하는 산화인(P2O5)의 특성을 반영하듯 여러 형태의 결정상이 관찰되었다.
저자 이용환
소속 춘천교육대
키워드 <P>Cao; ZnO; Co3O4; Fe2O3; P2O5</P>
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