산화소성과 환원소성의 차이에대해서

산화소성과 환원소성의 차이에대해서

산화소성이란 연료가 완전 연소할 만큼 충분한 산소가 있는 상태에서 구워지는 경우 굽는 방법을 말하며, 그에 반해 환원소성이란 산소가 부족한 상태에서 이른바 질식상태에서 연소가 진행되는 굽는 방법을 말한다.

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즉 불완전연소가 되므로, 극단적인 환원소성의 경우에는 굴뚝에서 뭉게뭉게 검은 연기가 발생한다.

적당한 환원 소성이면 뭉게뭉게 검은 연기는 나지 않지만 배기가스로서 일산화탄소가 적지 않게 배출된다.

일반 전기가마에서는 일산화탄소를 거의 배출하지 않는 산화소성이 된다.

가스 가마에서는 산화소성이라 해도 실제로는 약간의 일산화탄소(CO)가 배출되는 경우도 있지만 CO농도가 2%이상이면 산화소성에서 일탈한다.

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한편 환원 소성이란 CO 농도가 실제적으로는 4% 이상일 경우 소성이지만, 특히 8% 이상이 되면 강환원 소성이라고 말하기도 한다.

검은 연기를 뭉게뭉게 내는 것은, CO농도가 10%이상을 넘었을 경우의 일이다.

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소성 분위기가 산화소성인지 환원소성인지에 따라 도자기 색깔이 급변한다.

예를 들어 초록색은 산화에서는 초록색이나 강한 환원 소성을 했을 경우 정반대 색인 빨강이 된다.

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산화철을 2% 정도 함유한 철유에서는 산화소성에서는 노란색 황세토유, 환원소성에서는 파란색 청자유가 된다.

도기의 본바탕 색도 산화소성에서는 살색인 것에 비해 환원소성에서는 쥐색이 된다.

이렇게 소성 분위기를 자유자재로 조종하는 것이 도예의 묘미라고 하는 사람도 있다.

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최근에는 전기가마에서도 프로판가스 버너를 이용해 불꽃을 가마로 끌어들여 환원 소성이 가능한 가마도 있다.

그러나 환원 소성을 반복하면 히터선이 빨리 손상되는 경우가 있다.

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자기를 굽는 고온환원소성로는 전적으로 가스 가마가 된다.

가스압을 높게 설정하고 굴뚝으로 도망가는 배기가스량을 댐퍼(굴뚝의 통로를 차폐하는 판)로 짜면 필연적으로

산소가 가마 안으로 들어오지 않게 되어 환원 소성 상태가 된다.

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그러나 산소가 있어야 연소반응이 일어나 온도가 올라가는 것이지 아무리 연료인 가스압만 높여도 온도가 올라가지 않는다.

산소를 조금씩 넣음으로써 가마온도는 조금씩 올라간다.

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가스압과 미묘한 산소공급량 조절에 의해 환원소성이 수행된다.

그 기법이 도예의 재미이며, 어떻게 굽느냐에 따라 양상이 달라지는 도자기를 '흙으로만든 미술품'이라고 하는 것은 가히 소성의 뛰여남를 나타낸 호칭이라 할 수 있다.

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산소(공기)를 너무 많이 넣으면 가마의 노벽에 열이 퍼지기 전에 굴뚝에서 고온 가스가 빠져나가 에너지 손실이 된다.

그리고 노내의 온도 분포가 나빠진다.

따라서 산화소성이어도 과도한 공기는 삼가야 한다.

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즉, 노압을 어느 정도 유지할 필요가 있다.

부압이 되어서는, 굴뚝이 너무 당겨져 온도가 오르지 않는다.

환원이 되지 않는 정도로 노압을 올리면, 상승세 CO가스가 발생하기도 한다.

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또한 날씨나 바람이 특히 약한 등의 변동조건에 따라 가마압은 항상 변화한다.

그 때문에, 환원이 되거나 산화가 되거나 해서 이른바 '취하는' 상태가 일어나, 산화 소성과 환원 소성의 이도저도 아닌 얼룩이 있는 굽기가 되는 일이 있다.

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또 CO 농도는 측정 장소에 따라 달라진다.

상기 내용은 자연흡기 단독 가마인 경우에 해당하는 것으로 에어플로어가 장착된 버너의 경우나 터널 가마의 경우는 예상되지 않습니다.

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회색이 되는 것은 냉각시에도 환원 분위기인 채로 1000도 이하까지 내린 경우이다.

일반적인 최근의 도염식 가스 가마에서는 환원 소성이라 하더라도 최고 온도에서 소성을 마치자마자 산화 상태에 노출되는 경우가 많다.

(버너 입을 막지 않기 위해) 그러면 철을 포함한 도기의 본바탕 표면은 붉은 갈색이 된다.

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그러나 자상하고 꼼꼼한 모양을 한 도자기를 유약을 바르기전의 경우는 그 색은 본바탕의 표면뿐이며 내부는 회색으로 되어 있다.

거칠거칠한 도기 본바탕의 경우는 유약의 해당 부분은 가스(산소)가 침투하여 적갈색인데 유약이 들어가는 상부의 단면을 보면 회색으로 되어 있는 경우가 있다.

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옛날 도자기의 본바탕의 단면을 보면 동일한 본바탕인 데도 불구하고 단면색이 다른 경우가 있다.

옛날 흙가마에서는 소성이 끝나면서 아궁이 및 굴뚝 출입구를 진흙으로 밀폐한 경우도 있었던 것으로 보인다.

즉, 냉각 환원 소성이라는 상황이 된 경우도 적지 않게 있었음에 틀림없다고 추측한다.

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현대의 소성과 같이, 산화 소성·환원 소성은 구분하기 어렵다.

불을 때면 초환원 소성 상태가 되어 온도가 오르지 않고, 얼마 지나지 않아 아궁이를 열면 산화에 의해 온도가 급상승하는, 환원과 산화 상황이 극단적으로 번갈아 가면서 소성이 이루어졌다고 생각된다.

그리고 냉각조건이 가미되므로 옛 소성방법은 실로 복잡하였다.

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