도자기를 구울때 고온인데도 왜 깨지지 않는지 궁금합니다.

Question

안녕하세요 도자기를 만들때 흙을 고온으로 굽는데요 일반적으로 고온에 들어가면 깨지거나 부서질거 같은데 왜 도자기는 깨지지 않고 오히려 더 단단해지는 것인지 어떤 원리인지 궁금합니다. 알려주시면 감사하겠습니다.

고운푸들16 · Accepted Answer

안녕하세요. 류경범 과학전문가입니다.도자기는 흙을 단단하게 뭉쳐 만들게 됩니다.보통 물레를 이용하여 만들게 되는데 물레로 강하게 회전시키면 흙에 원심력이 생기고 이 원심력으로 흙의 입자가 단단히 뭉치게 되어 도자기가 단단해지게 됩니다.그리고 열을 가해 흙 사이 수분을 증발시키고 분자간의 재결합을 만들어주면 더욱 더 단단해 지게 됩니다. 도자기가 깨지는 이유도 바로 이과정에서 만들어진 장석의 유리질 성격 때문입니다.

신기한친칠라145 · Answer

안녕하세요. 송종민 과학전문가입니다.처음 토기를 만들었을 때는 질을 수비(水飛)하지 않고 그릇을 만들어 600℃ 정도의 낮은 화도에서 구워냈으며 가마도 없었다. 사람의 지혜가 점차 발달함에 따라 질을 수비하고 토기를 구워내는 화도를 높이고 높은 화도에 견디어내는 질을 찾아내고 가마를 만들고 가마도 높은 화도를 견디어내는 가마로 점차 바꾸어나가면서 저화도(低火度) 연질토기(軟質土器)에서 더욱 발전하여 1,100℃ 이상 1,200℃의 고화도(高火度) 경질토기(硬質土器 : 土器)를 만들게 되었고 토기에서 자기로 이행되는 기반이 마련되었다. 따라서 도자기는 넓은 의미의 토기, 도기(陶器), 석기(石器), 자기(磁器 : 瓷器)를 모두 일컫는 말이다.도기는 900∼1,000℃ 내외의 화도에서 산화번조(酸化燔造 : 가마에 불을 땔 때 산소를 많이 들여보내는 방법, 결과 토기는 황색, 갈색, 적색을 띠며 청자와 백자는 황색이나 갈색을 머금게 됨.) 위주로 구워내며 표면에 유약(釉藥)을 입히는 경우가 많다. 이것은 간단한 도기의 개념이지만 도기라는 것은 그 범위가 넓어 그밖에도 일부 반환원상태(半還元狀態)의 토기를 도기라고도하며 1,000℃ 이상의 높은 화도에서 여러 가지 회유(灰釉)가 시유(施釉)되어 산화번조한 토기를 지칭하기도 하며 연유(鉛釉)를 입힌 모든 토기를 지칭하기도 한다.석기는 1,100℃ 이상의 높은 화도에서 주로 환원번조(還元燔造 : 산화번조와 반대 방법으로 가마의 온도가 1,100℃ 이상일 때, 땔감을 많이 넣어 산소를 막아 불완전연소가 되게 하는 방법, 결과, 토기는 회색이나 회청흑색이 되고 백자는 담청색을 머금고 청자는 아름다운 비색이 됨.)한 것을 말하며 자연유(自然釉)나 인공회유가 입혀진 것이 있으며 토기 중에서 가장 경질의 것이다.자기(瓷器는 중국식 표기)는 점력을 갖춘 순도 높은 백토(白土 : 高嶺土), 즉 질흙(粘土 : 陶土 : 陶石)으로 모양을 만들고 그 위에 장석질(長石質)의 유약을 입혀 1,300∼1,350℃에서 번조(燔造)하여 그 조직이 치밀한 것을 말하며 이를 백자라고도 한다. 치밀하다는 것은 번조 시에 가마 안에서 완전히 자화(磁化)되어 유약은 무색투명하며 순백의 태토 자체도 반투명질이 되고 태토와 유약이 일체가 되듯 밀착된 상태로 서로 분리되지 않으며 유약에 균열(빙열 : 식은 테)도 없어야 한다.

탈퇴한 사용자 · Answer

안녕하세요. 박정철 과학전문가입니다.도자기를 구울 때 고온에서도 깨지지 않는 이유는 첫째, 도자기는 주로 점토로 만들어지는데, 점토는 높은 온도에서도 안정적인 성질을 유지하며, 이러한 성질은 도자기가 고온에서도 깨지지 않게 합니다. 그리고, 도자기를 만드는 과정 중 하나인 소성은, 점토를 가열하여 화학적 변화를 일으키고 그 구조를 강화하는 단계입니다. 이 과정에서 물과 다른 화학물질이 증발하며, 점토 내부의 입자들이 서로 결합하여 경화됩니다. 이렇게 만들어진 도자기는 단단하고 내구성이 있으며, 더욱 높은 온도에 대해 안정적입니다. 도예가들은 작업물이 급격한 온도 변화로 인해 깨지거나 손상되는 것을 방지하기 위해 조심스럽게 가열 및 냉각하는 기술을 사용합니다. 예를 들어, 도예가들은 종종 작업물을 천천히 가열하고 천천히 식혀서 열 스트레스와 그에 따른 균열 발생을 최소화합니다.

멋쟁이야나는 · Answer

안녕하세요. 홍성택 과학전문가입니다.도자기는 점토와 같은 재료로 만들어지며, 이러한 재료는 고온에서도 상당히 내구성이 높습니다. 점토는 고온에서도 충분히 견딜 수 있는 열팽창 계수를 가지고 있어, 열 팽창에 따른 변형이나 균열이 발생하지 않습니다.도자기는 구워지는 과정에서 천천히 온도를 올리고, 천천히 식히는 공정을 거칩니다. 이러한 과정을 통해 도자기가 고온에 노출되는 동안에도 온도 변화에 따른 스트레스를 최소화할 수 있습니다. 또한, 구워지는 동안에도 도자기의 내부와 외부 온도가 균일하게 유지되도록 조절되어 균열이나 깨짐을 방지합니다.도자기는 구워지는 과정에서 유리화 현상이 발생합니다. 이는 점토의 미세 입자들이 고온에서 유리상태로 변하면서 결합력이 강화되는 현상입니다. 이