세라믹
1. 개요
'''Ceramic.''' 그리스어 κεραμικός(keramikos)가 어원이다. 도기를 뜻한다. 세라믹스라고도 한다.[1]
열과 냉각의 방식으로 마련된 무기 화합물 고체.[2] 가장 이해하기 쉬운 예로 '''도자기'''가 있다. 점토 같은 자연에서 얻은 물질로 많이 만들어 왔으며 거의 인류의 역사와 같이 했으나, 본격적으로 세라믹이란 개념으로 과학적으로 접근한 것은 그렇게 오래되진 않았다.
일상 생활에서 접하기 쉬운것은 조리용 절삭도구. 커터칼, 과도, 부엌칼, 감자깎이 등 길이가 길지않은 절삭도구로서 활용되고 있다. 처음에 세라믹이 조리용 절삭도구로 수입되었을 때 부엌칼 관련해서 사건사고가 많기로 유명하다. 절삭력이 무시무시한데도 그에 비해 외형이 전혀 칼이라는 느낌없이 플라스틱 장난감같은 모양에 아주 가벼운 무게라서 별 조심성없이 다루다가 크게 다치는 일이 종종 있었다. 지금은 세라믹의 예리함이 많이 알려졌지만 처음에는 사과를 접시에 올려놓고 자르려고 살짝 힘을 줬는데 접시까지 두동강이 나는 사례 등이 있었다. 그 무시무시한 절삭력에 비해 외부충격에는 약한편이다. 망치로 세게 두들기면 쇠칼은 휘어지지만 세라믹은 조각나듯이 깨지고만다. 부엌칼의 경우 세라믹 전용 칼갈이가 있다.
더불어 우리 일생에서 매일 만나는 세라믹은 위생도기, 즉 변기나 세면기 등이 있다. 위생도기들은 세라믹의 과학적인 능력과는 별개로, 인체의 하중을 온연히 버텨야 하며 지속적인 청결 유지를 위한 높은 친수성을 지님으로써 청소가 용이한 장점 등이 있기에 채택이 된 것이다.
제조상의 특성은 제련과 칼날을 갈아내는 과정이 철제 칼에 비해 수월한 편이다, 플라스틱처럼 틀에서 찍어내 가공한뒤 고열로 안정화 시켜서 출고한다.
실생활 용도가 아닌 기술적인 용도의 세라믹인 고순도의 파인 세라믹에 이르면 고순도로 만들 수 있어서 정밀기계, 반도체 등에 사용할 수 있다. 비금속이 많아서 전기를 전달하지 않는 특징인 비전도성이 있어 기계에 도입하는 케이스도 많다. 특히 고열에 견딜 수 있어서 열이 발생하는 타입에는 필수적으로 들어갈 정도, 우주 왕복선의 겉표면이 이 세라믹으로 되어있다.
미군이 사용하는 것과 같은 방탄플레이트에도 사용되는데, 경도가 매우 높고 충격을 받았을 때 깨지거나 부스러지는 작용이 오히려 에너지 흡수에 도움이 되므로 사용자를 소총탄과 같은 고위력탄으로부터 효과적으로 보호해줄 수 있다. 그리고 전차 복합장갑의 주재료이다. 방탄복의 방탄작용과 유사할것으로 추정된다.
현대에 들어서 특히 활발하게 연구되고 있는 분야는 유용한 전자기적 특성을 가지고 있는 전자세라믹(일렉트로세라믹, Electroceramic)이다. 이 중 가장 고전적인 재료는 압전효과를 보여서 쿼츠 시계의 재료가 되는 수정이고, 그 외에도 압전소자인 PZT, 커패시터 제작에 쓰이는 티탄산바륨(BaTiO3) 등은 일상 생활에서 눈에 보이지 않는 곳에서 오랫동안 활약해온 밥벌이 재료이다. 터치스크린처럼 투명한 전도체가 필요한 분야에서도 높은 전도도를 띠는 세라믹 재료(인-주석 산화물, ITO 등)가 많이 사용된다.
일부 학자들은 철기 시대가 곧 끝나고 세라믹 시대가 도래할 것이라고 예측하기도 한다.
수많은 것들이 세라믹에 포함된다. 도자기, 유리, 시멘트, 석고, 벽돌, 타일 등. '''원래 녹아서 흐르던 것을 고열로 구워서 굳힌것'''이라는 이미지를 떠올리면 이해하기 쉽다.
과거에는 세라믹, 특히 도자기 등을 연구하는 학과인 요업공학과가 있었는데[3] 이름이 좀 구리고 무엇보다 도자기가 사양산업이 되다보니 80년대 이후에는 대부분 재료공학과 또는 신소재공학과, 무기재료공학과, 세라믹공학과 등으로 명칭이 바뀌었다.
상술했듯 고열을 견딜수 있다는 특성을 이용해, 자동차에도 사용하는데, 일반적인 스틸 재질의 브레이크 디스크보다 가볍고 제동력이 강하기때문에 주로 고성능의 스포츠카나 슈퍼카, 하이퍼카등의 디스크 브레이크로 주로 활용된다. 하이퍼카나 경주용 차량 같이 극한의 경량화나 초고성능을 요구하는 일부 차량들은 세라믹 디스크도 무거운지 세라믹 디스크에 카본을 조합해 카본 세라믹 디스크 브레이크 라는 더욱 더 가벼우며 더욱 더 제동력이 강력한 브레이크 디스크를 적용하기도 한다
최근에는 다이버 시계의 베젤을 제작할 때 합성 세라믹을 자주 사용한다. 기존 스틸 베젤의 경우 스크레치와 색바램 등 단점이 많았지만 세라믹을 사용하게 되면 이와 같은 단점을 한번에 해결 할 수 있다. 다만 외부 큰 충격에 금이 가거나 깨질 수 있다.
2. 기타
찰스 다윈과 우장춘의 공통점을 이야기하자면 여계를 통해 세라믹과 밀접한 부분이 있다. 모계와 처가가 지금도 유명한 웨지우드인 다윈과 일본 3대 기업가 중 하나이면서 나사에 세라믹을 공급하여 성장한 이나모리 가즈오가 우장춘의 막내 사위이다.
물성을 강화하기 위해 인체에 유해한 중금속이 들어가기도 하는데, 플라스틱 가소제가 묻어나오듯 이런 물질이 겉으로 빠져나오기도 하고 마감제 자체가 독성을 띄는 일이 꽤 많아서 문제가 되기도 한다.
Apple Watch Edition이나 갤럭시 S10+의 상위 모델에 적용되는 등 일부 고급 전자제품의 하우징으로도 사용되었다.
치과에서 사용하는 제품 중 CEREC社의 것을 지칭하는 말로 치아와 같은 색의 충전물로 보통 레진을 떠올리지만 세라믹이라고 하면 그보다 강도가 높고 메워하는 범위가 넓은 것으로 금으로 하던 것을 떠올리면 된다.