개요: 그림 처럼 유약이 몸체보다 높은 팽창률일 때. 즉 높은 CTE(Coefficient of Thermal Expansion)일 때 = 유약이 더 수축할 때 유약에 균열이 생긴다.
그림 A는 최고온도에서 각각 팽창한 상태로 붙어 있는 상태, 냉각 후에는 몸체와 유약이 붙어 있지 않다면 B-1처럼 되겠지만 붙어 있기 때문에 B-2 처럼 유약에 균열이 생긴다. 이러한 균열은 기능성 도자기에는 사용을 피하는게 좋다. 차를 즐기시는 분 중에 이러한 균열에 찻물이 베어 물드는 것을 좋아하는 경우도 있기는 하다.

균열이 생기면 도자기 전체의 강도를 약화시킨다. 유약과 몸체 팽창률이 맞아 균열이 없는 도자기가 더 충격에 강하다.

영어로는 의도치 않은 균열을 Craze, Crazing이라고 하고 마음에 들면 Crackle이라고 표현한다. 반쯤 농담인듯.


반대의 경우로는 융기해서 떨어져 나오듯 금이 생긴다.

이런 식으로 금이 가는 것을 영어로 Shiver, Shivering 이라고 한다.

이와 같은 상태이지만 몸체의 팽창률이 유약보다 약간만 커서 유약을 약간만 압축하고 있는 상태라면, 그러면서 금이 가지는 않는 상태라면 도자기 전체의 강도는 최고 상태라고 한다. 세라믹은 특성이 압축에 강하기 때문에 유약이 압력을 받는 상태라면 매우 좋다. (가끔씩 반대로 생각하고 설명하는 경우가 있어서 확인이 필요)

착색제, 유백제 등을 뺀 간략 버전의 팽창률 순서

(위쪽이 높은 팽창률, 아래로 갈수록 낮은 팽창률)
Na2O

K2O
SiO2 (결정질 크리스토발라이트 αẞ)

CaO, SrO
BaO
SiO2 (결정질 쿼츠 α)
Li2O
ZnO
MgO
Al2O3
SiO2 (몸체, 유약에 녹은 상태)
B2O3

(중간에 줄 띄어 놓은 것은 그 사이에 팽창률 차이가 많다는 의미)

 

유튜브 영상에 설명했지만 대체로의 유약 균열 문제는 유약의 팽창율을 낮추는 방향으로 수정하면 해결이 된다. 산백토, 산청토와 같이 소지 팽창률이 매우 낮은 경우는 한계가 있지만.
영상에서는 처음에는 매용제를 대체해가며 실험했으나 그다지 효과가 없었고 결론적으로는 실리카, 알루미나, 붕소 증가가 효과가 좋았다. 그후에 리튬을 사용하긴 했지만 R2O를 리튬으로 대체한 것은 느낌적으로 효과적이었다. 나트륨,칼륨과 리튬의 팽창률 차이도 상당하다. 또 리튬 투입으로 약간이나마 실리카 알루미나를 더 넣을 수 있다. (리튬은 같은 R2O내에서도 플럭싱 파워가 더 높다. 몇도 정도 차이이긴 하지만)

영상에 설명 외에도 유약 화학 이해 없이 균열을 수정하는 방법 중 하나는 실리카를 조금씩 추가해 보는 것이다. 단, 광택 유약이고 충분히 녹았을 경우이다. 무광 유약에 실리카를 첨가하면 유광으로 바뀔 수 있고 (잘 녹았을 경우), 또 실리카를 계속 추가하면 결국 녹지 않게 되고 녹지 않게 되면 균열은 오히려 증가한다.
(필자가 유약 연구 초기에 삼각좌표로만 유약을 만들어보니 석회석이 증가하는 쪽에는 균열이 증가하고 실리카 증가하는 쪽으로는 균열이 줄어드는 결과를 보았다. 유약화학의 이해 없이는 규석은 균열을 줄이는 소재로 착각하기 쉽다. 다시 말하지만 충분히 녹기만 한다면 실리카 추가는 분명 팽창률을 줄이고 따라서 균열도 줄어들 것이다. 화학 구성과 온도에 따른 맥락을 이해해야한다.)

또한 지르코늄을 조금 추가하는 것도 균열이 많지 않을 때는 도움이 될 수 있다. 지르코늄은 대게 10%이상은 추가해야 유백제로서의 효과가 나타나기 때문에 그 이하로 넣을 때는 투명 유약의 투명함은 어느정도 유지된다. 지르코늄은 내화물 취급해서 전체적으로 덜 녹는 결과일 수 있다는 점에는 주의해야 할 것이다.

볼 밀링으로 좀 더 잘 녹게 하면서 규석과 카올린으로 실리카, 알루미나 함량을 늘려보는 것도 해볼만 하다.

보충 내용:
(심화2 영상에는 F는 건너 뛰고 G버전까지 소개)

F 시편(붕소량 증가, 칼슘 줄이고 마그네슘 추가, 실리카 약간 증가)도 균열이 있습니다.  G에 비해 훨씬 많은 균열이 있었습니다.

시편 F, 왼쪽은 3초 시유 + 좌상단에 3초 2번 시유, 오른쪽은 1초 시유
시편 G, 얼음물 테스트 후.
좌측부터 A-E

계속 실험을 해본 결과 결론은 역시 붕소 증가, 실리카 증가, 알루미나 증가, 리튬 사용으로 팽창률을 낮춘다.

E-2 버전

E 버전에 실리카, 알루미나, 붕소를 모두 더 증가시킨 것에 균열이 없다. 왼쪽3개는 w-1 소지, 맨 오른쪽이 백자토. 하지만 w-1소지 중 하나에서는 한 줄의 균열이 있었다. 모두 얼음물-끓는물 테스트 해본 결과이다. 체감상 w-1과 백자토의 팽창률은 비슷한 것 같다.

호주규석이 부여규석보다 메쉬가 더 커서 (더 고와서=입자가 더 작아서) 실리카 함량을 호주규석으로 해서 더 늘리면 괜찮을 것 같다. 혹은 실리카, 알루미나 더 늘려서 (붕소는 최대치로 넣은 듯) 콘 온도를 좀더 올려서 구워도 될 듯하다.

I 버전. 마침내 리튬 장석으로 교체. 확실히 균열이 없음. 실리카, 알루미나도 증가. 왼쪽 부터 W-1, 325메쉬인 호주 규석을 사용했는데 국산인 부여규석(200메쉬)과 체감 차이는 없었다. 왼쪽부터 W-1, 백자토, 산백토에 잉크 물들인 것. 물론 산백토에는 균열이 많음. 모두 얼음물-끓는 물 테스트 한 결과.

동일한 I 버전인데 지르코늄을 추가한 것. 예상대로 균열이 있는 것에서는 약간 균열이 감소하긴 한다. 왼쪽 부터 W-1, 백자토, 산백토, 산백토에 잉크 물들인 것. 모두 얼음물-끓는 물 테스트 한 결과.

동일한 I 버전에 호주규석 대신 부여규석 사용한 것. 지르코늄은 없음. 호주규석과 체감 차이는 없었다. 왼쪽부터 실크백자, W-1, W-1, W-1, 백자토, 백자토.

J 버전. 리튬 함량을 더 늘림 장석으로 교체. 균열이 없다. 호주 규석 사용. 왼쪽 부터 W-1, W-1, 백자토, 산백토에 잉크 물들인 것. 물론 산백토에는 균열이 많음. 모두 얼음물-끓는 물 테스트 한 결과.

동일한 J 버전에 지르코늄 추가. 호주 규석 사용. 왼쪽 부터 슈퍼슬립(대원도재), W-1, 백자토, 백자토, 산백토에 잉크 물들인 것. 모두 얼음물-끓는 물 테스트 한 결과. 산백토를 위에 사진과 비교해보면 지르코늄을 추가했을 때 균열 줄어든 것을 볼 수 있다. (균열간의 간격이 줄어듬)

소성 온도를 조금 높이면 몸체의 자화가 더 일어나서 결과적으로 몸체가 더 수축하게 되서 균열이 조금은 줄어들지 않을까하는 짐작이 있으나 테스트해보진 않았다.

균열에 있어서 한가지 추가할 얘기는 균열에 남아 있는 박테리아 세균에 의한 위험성이다. 물론 확실히 세균이 있을 수 있지만 일반적인 수세미가 남기는 양보다 훨씬 적기 때문에 문제를 만들기는 힘들다고 한다. 하지만 대게의 도예가가 균열이 있는 기능성 도자기를 스스로는 사용할지 몰라도 판매하는 경우는 적은 편이다.