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알루미늄 부식 막는 녹

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알루미늄 부식 막는 녹

2006.11.15 09:06
학교에서 배운 과학지식이 틀리는 것처럼 보이는 경우는 허다하다. 그중의 하나가 알루미늄 창틀에 관한 것이다. 알루미늄은 매우 가벼운 금속이다. 물보다 약 3배 무거우나 철보다는 3분의 1정도로 가볍다. 이 가벼운 금속으로 만든 창틀을 우리는 종종 볼 수 있다. 이 알루미늄창틀은 녹슬지 않는다고 한다. 그런데 화학시간에 배운 것을 생각해보면 우리는 여기에서 매우 이상한 점을 발견할 수 있다. 알루미늄은 매우 화학반응이 강해 그 가루는 공기중에 있는 산소와 격렬히 반응해폭발한다고 배웠기 때문이다. 그렇다면 비행기 몸체는 알루미늄이 90%이상 들어있는 합금을 주로 사용한다는 사실을 어떻게 믿어야 할까. 배운 대로라면 비행기는 활주로를 떠오르기 전에 이미 산화해 녹아버려야 하지 않을까. 그뿐인가. 그많은 알루미늄 자전거바퀴와 자동차바퀴가 아무 일없이 신나게 달리고 있지 않은가. 또 공기 중에서 폭발하는 알루미늄 창틀을 본 적도 없다. 왜 그럴까. 우리가 학교에서 배운 대로 알루미늄은 반응성이 매우 크다. 그러나 바로 이 반응성 때문에 우리는 마음 놓고 알루미늄 재료를 사용하고 있는 것이다. 알루미늄은 공기에 노출되면 곧 표면에 매우 단단하고 투명한 산화알루미늄층을 만든다. 이보호막층이 어찌나 조밀한지 공기와 물이 스며들 수 없어 속에 있는 알루미늄을 훌륭히 보호해준다. 이런 변화 때문에 오래된 알루미늄 창틀 표면은 새 것일 때보다 껄끄럽다. 따라서 알루미늄 창틀이 녹슬지 않는다는 말은 화학적으로 틀린 말이며 단지 생긴 녹이 투명해 잘 보이지 않을 따름이다. 이와 대조적인 두가지 다른 금속 녹을 비교해 보면 재미있다. 알루미늄처럼 표면에 생기는 산화물피막이 내부를 보호해 주는 금속으로 구리가 있다. 불그스름한 구리는 알루미늄처럼 공기속의 산소와 빨리 반응하지는 않으나 서서히 산화해 검은색으로 변한다. 이 산화구리 보호막도 어찌나 조밀한지 내부에 있는 구리를 철저히 보호해준다. 오래된 서양건물의 돔을 보면 대부분 검은 금속으로 덮여있다. 이는 바로 산화구리의 얇은 겉층 색깔 때문이다. 그 밑에는 불그스름한 구리가 그대로 있다. 알루미늄이나 구리와는 대조적으로 철은 부착성 부식막을 만들지 못한다. 철제표면에 생기는 산화철막은 엉성해 공기중의 산소와 수분의 침투를 막지 못할뿐 아니라 표면으로부터 쉽게 떨어져 나온다. 현재 세계 철생산량의 약20%가 매해 녹이 슬어 사용하지 못하게 되고 있다. 철부식방지 기술개발이 세계적인 과제로 남아 있는 것이다.<진정일고려대교수·화학>

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