청동(Bronze) 이란?
청동은 구리와 주석의 합금을 말합니다. 청동은 주석의 비율에 따라 색과 단단한 정도가 달라집니다. 청동은 황동에 비해 주조성이 좋고, 내식성과 내마멸성이 우수해 화폐, 종, 미술 공예품, 동상, 베어링 및 각종 재료등으로 널리 사용되어 왔습니다.
청동은 인류 역사상 처음 본격적인 도구재료로 이용했던 금속입니다. 청동은 산화 여부와 무관하게 청동이며 동(구리, copper)과는 다른 금속입니다.
청동은 넓게는 구리를 주성분으로 해서 아연 이외의 금속을 합금한 동합금들을 가리키는 의미로도 사용됩니다. 즉, 황동, 백동, 양은을 제외한 모든 동합금을 청동이라고도 합니다.
청동의 색깔?
청동은 본래 불그스름한 구릿빛입니다. 하지만 구리가 산화하면서 푸른빛을 내기 때문에 청동의 녹의 색깔이 푸른색입니다. 청동의 녹의 색이 예뻐서 녹이 자연히 슬도록 방치하거나, 일부러 녹이 슬게 하여 색을 내는 일이 많습니다.
청동과 황동의 차이?
청동과 황동은 모두 구리합금이지만, 합금하는 금속이 다릅니다:
- 청동은 구리와 주석의 합금
- 황동은 구리와 아연의 합금
청동과 황동의 차이점은 색상입니다. 청동은 파란색에서 이름을 얻었고 황동은 노란색에서 이름을 얻었습니다. 청동은 표면에 희미한 고리가 있기 때문에 청동과 황동을 구분할 수도 있습니다.
청동의 특성
청동은 구리와 주석을 합금시킨 구리합금으로, 내식성과 인장강도, 연신율이 큽니다. 또한 내해수성이 좋고 주조성이 좋습니다.
청동의 특성은 다음과 같습니다.
- 구리보다 단단하고 쉽게 용융되므로 주조하기 용이합니다.
- 순수한 철보다 단단하므로 합금의 성질을 잘 이용하면 포신이나 기계의 베어링 등에 적합합니다.
- 쉽게 녹슬지 않는 장점도 가지고 있습니다.
- 황동에 비해 주조성이 좋고, 내식성과 내마멸성이 우수합니다.
- 녹는점은 약 950℃로 철의 녹는점인 1,560℃보다 600℃ 이상 낮습니다.
- 주조방식으로 가공해도 높은 내압성과 내파성이 보장됩니다.
- 기계적 성질이나 내마모성이 우수하기 때문에 판, 축받이, 톱니바퀴, 용수철 등과 같은 기계부품에 이용되고 있습니다.
청동은 화폐, 종, 미술 공예품, 동상, 베어링 및 각종 재료등으로 널리 사용되어 왔습니다.
청동의 종류
청동의 종류는 다음과 같습니다.
1. 주석 청동
2. 인청동
3. 함연청동
4. 알루미늄 청동
5. 규소청동
6. 망간청동
7. 니켈청동
8. 베릴륨 청동
청동의 종류에 따라 쓰임새가 다릅니다.
- 인청동은 탄성이 좋아 판 스프링재로 쓰입니다.
- 납을 첨가한 연청동은 열전도가 좋아 베어링 재료로 쓰입니다.
- 베릴륨 청동은 모든 동합금 중 경도와 강도가 가장 높습니다.
백동(Cu-Ni)
백동(白銅)은 구리에 니켈을 10~30% 정도 포함한 합금입니다. 니켈의 양이 많은 것은 은을 닮은 흰 빛이 나서, 은의 대용품으로서 화폐등에 사용되기도 합니다. 예를 들어 대한민국의 동전 중에서 100원 동전과 500원 동전이 백동으로 만들어졌습니다.
백동은 니켈을 주성분으로하는 동합금입니다. 구리-니켈 이원 합금을 일반 백색 구리라고합니다. 망간, 철, 아연, 알루미늄 및 기타 원소가 첨가 된 백색 구리 합금을 복잡한 백색 구리라고합니다.
백동은 니켈을 첨가하여 내식성, 내마모성이 좋으나, 경도나 강도가 매우 높습니다. 백동은 황동에 비해 얇게 만들수 있다는 장점이 있어서 군대에서 흔히 볼수 있는 소총의 탄약에 이용됩니다.
백동은 기원전 3500년 전 시리아에서 사용한 청동기 중 일부에 약간이지만 니켈이 섞여 있었고, 본격적인 백동의 사용은 기원전 3세기 중국에서 이루어졌습니다. 우리나라 청동기 유물들 중에도 백동제 동검이나 거울이 종종 섞여 발굴됩니다.
양은(양백, Cu-Zn-Ni)
양은(洋銀)은 구리에 아연과 니켈을 섞어 만든 은백색의 합금입니다. 19세기 독일 화학자들이 개발했으며, 영어로는 니켈 실버, 뉴 실버, 독일 실버라고도 합니다.
양은은 상온에서 가공이 용이하고 내식성과 내열성이 뛰어나서 스프링 등의 재료로 사용됩니다. 식기, 장식품, 악기, 동전 등에도 쓰입니다.
양은은 용도에 따라 양백(洋白)이라고도 부릅니다. 일반적으로 식기나 장식품 등으로 사용할 때는 ‘양은’이라고 부르고 그 외의 용도로는 ‘양백’이라고 부릅니다.
양은 냄비는 알루미늄에 산화알루미늄 피막을 입힌 냄비입니다. 피막이 벗겨져 알루미늄이 용출되면 건강에 문제를 일으킬 수 있습니다. 알루미늄은 체내 흡수가 적은 편이지만 장기간에 걸쳐 체내에 쌓이면 뇌, 신장에 안 좋은 영향을 줍니다. 표면이 거칠어지거나 심하게 찌그러진 양은냄비는 가급적 새 제품으로 교체하는 것이 좋습니다.
마무리
오늘은 청동(Bronze)의 특성과 종류에 대해 알아보았습니다.
청동은 구리와 아연, 주석 등을 섞어 만든 합금으로, 강도와 내구성이 뛰어나 기계 부품이나 조각 재료로 많이 사용됩니다.
청동은 크게 적청동과 황청동으로 나뉘는데, 적청동은 구리와 아연을 주로 섞어 만드는 반면 황청동은 구리와 아연, 주석을 섞습니다. 적청동보다 황청동이 더욱 단단하고 강도가 높다는 장점이 있습니다.
따라서 청동은 내구성과 안정성이 우수하여 오랜 시간 동안 사용 가능한 재료입니다. 특히 황청동은 강도와 내식성이 뛰어나 기계 부품 및 조각 작업에 많이 쓰입니다. 앞으로도 청동은 그 우수한 특성으로 인해 꾸준히 활용될 것으로 예상합니다.