Indium 사의 블로그

금속에 관한 묵상: 동

Wednesday, March 28, 2012

금속에 관한 묵상: 동

문명은 동의 제련과 함께 시작되었다는 주장이 있을 수 있습니다. 수 천년 전에 사람들은 점토를 구어 작은 입상과 용기들을 만들기는 했지만, 제련에는 단순하지 않은 여러 절차를 거쳐야 했으니까요. 결국, 어떤 단계에서는, 점토 굽는 작업은 단지 불 속에 점토를 던져 넣는 것으로 끝내야 했었습니다.

동을 녹이기 위해, 우리 선조들은 다음과 같이 해야 했습니다:

공작석 (사진 참조) 또는 다른 동광을 갈아내거나 작은 조각으로 분쇄
갈아낸 공작석과 탄소를 혼합
이 혼합물을 용기 속에서 1,085C 까지 가열

공작석 광물

장작을 때서 이 온도까지 올리는 것은 제 생각에 정말 놀라운 일입니다. 햄버거를 구우면서 그 당시를 한 번 생각해 보세요. 햄버거를 다 굽고 나서 그릴을 그대로 두어서 그리스를 태웁니다. 20분 뒤에 다시 돌아 왔을 때, 그릴의 온도는 500F까지 올라갑니다. 그 열기를 느낄 수 있을 겁니다. 개스를 끄기 위해서 손잡이를 만지는 것만도 방사되는 열로 인해 겁나는 일이지요. 이 500F라는 온도는 단지 260C에 불과합니다! 나무와 풀무를 이용해서 1,085C까지 온도를 올린 고대인들의 방법은 정말 인상적입니다. 근데, 100C 에서 1,5000C까지 범위에서 C를 F로 바꾸는 간단한 방법은 2XC=F이며, 이 신속한 추산법은 10%의 오차로 정확합니다.

이상의 세 가지 절차를 모두 합해도 그것은 그다지 직관적이지는 않으며, 고대의 용해로가 900C까지 도달했다가 실패한 사례가 얼마나 많았던지에 관해 생각해야 합니다. 저는 만일 동이 1,200C 정도에서 용해되었다면, 아마도 문명은 아예 시작되지 못했을 수도 있다는 생각을 해왔습니다. 이 온도는 아마도 나무를 태워 도달하기에는 조금은 높은 온도이니까요. 동의 제련은 다른 금속에 관한 조사 의욕을 불러 일으켜서, 동의 제련보다 덜 직관적이기는 하지만 결국은 제철 과정을 살펴 보게 되었습니다. 그래서, 결국 저는 동 제련에 성공하면서 철의 생산이 가능하게 되었다고 믿게 되었습니다.

동의 제련은 한 곳에 정착하는 계기를 만들어 무역을 촉진하는 하나의 산업으로 발전했고, 글쓰기와 부호화를 활발하게 만들었습니다. 실력있는 동 제련업자는 경쟁우위를 갖기 위해 자신의 기술 일부를 비밀로 유지했습니다. 그는 다른 무엇보다도 동의 제련을 통해 부를 쌓을 수 있었을 것이며, 그래서 분명히 초창기의 전문가로 불려도 좋을 것입니다.

이런 모든 것을 고려했을 때, 만일 동의 제련법을 발견하지 못했다면, 우리는 아직도 오두막이나 원뿔형 천막집에 살면서 석기를 사용하고, 상업, 글쓰기, 또는 수학이 없는 유목생활을 계속했을 수도 있다고 믿고 있습니다. 이러한 가설을 뒷받침하는 예는 1400년대 미국 원주민들의 삶에서 찾을 수 있습니다. 이들 원주민들은 금속을 제련하는 법을 배운 적이 없어서 위에서 언급한 문명의 여러 측면들이 결여된 것입니다.

오늘날, 동은 은 다음으로 뛰어난 전도성으로 인해 전자기기에 사용되는 기본 재질이 되었습니다. 동의 연성은 PWB 트레이스의 형성과 균열을 막기 위해 구멍을 통해서 하는 도금에 도움이 되기도 합니다.

게다가, 솔더를 이용해 전기적 및 기계적인 결합을 형성할 수 있게 하는 동의 성질은 현대의 전자기기에서 전기 도성을 갖는 조립 재질로서 우선적인 선택을 받도록 하고 있습니다.

동은 1만년 이상 사용되어 왔지만, 다른 대부분의 금속들과 마찬가지로 이들의 90~95%는 1900년대 이후에 채광되었습니다. 비교할 수 없는1,000,000,000 톤의 철과 22,000,000 톤의 알루미늄에 이어, 세 번째로 많은 15,000,000 톤(MT)이 매년 사용되고 있습니다.