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황동

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목차

1. 개요

황동은 구리와 아연의 합금으로, 선사 시대부터 사용된 오래된 금속이다. 구리와 아연의 비율에 따라 다양한 물리적, 화학적 특성을 가지며, 아연 함량이 증가하면 색깔이 붉은색에서 황금색, 은백색으로 변하고 경도와 강도가 증가한다. 황동은 부식에 약하지만, 가공성이 뛰어나고 아름다운 황색 광택을 띠어 열쇠, 자물쇠, 시계 부품, 금관악기, 탄피, 모형 등 다양한 용도로 사용된다. 또한, 살균 효과가 있어 특수 용도로도 활용되며, 금의 대용품으로 사용되기도 한다.

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황동
지도
개요
종류구리 합금
주요 성분구리와 아연
특징금색과 비슷한 외관
녹이 슬지 않음
가공이 쉬움
전성 및 연성 우수
용도기계 부품
전기 부품
건축 자재
악기
장식품
역사
기원고대부터 사용
초기 사용로마 시대
중세 유럽
산업 혁명대량 생산 시작
현대다양한 합금 개발
구성 성분
구리 함량55 ~ 95 %
아연 함량5 ~ 45 %
기타 첨가 원소납
주석
알루미늄
망간
철
니켈
종류
알파 황동높은 연성
냉간 가공 용이
귀금속 제조에 사용
알파-베타 황동강도 높음
열간 가공 용이
기계 부품에 사용
특수 황동납 황동: 절삭성 향상
주석 황동: 내식성 향상
알루미늄 황동: 강도 및 내식성 향상
특성
색상노란색 또는 황금색
강도구리보다 높음
내식성우수
전도성구리보다 낮음
가공성우수
자성없음
용도
건축 자재지붕
파이프
문 손잡이
장식
기계 부품나사
볼트
기어
베어링
전기 부품전선
단자
커넥터
악기트럼펫
트롬본
색소폰
심벌즈
장식품보석
동상
공예품
기타화폐
탄피
시계 부품
선박 부품
밸브
주의 사항
탈아연 부식특정 환경에서 아연이 부식되어 구조적 약화 발생 가능
접촉 부식다른 금속과 접촉 시 부식 가속화 가능
스파크 위험일부 상황에서 스파크를 일으킬 수 있으므로 주의 필요
비발화성 도구폭발성 환경에서 사용해야 함
관련 용어
청동구리와 주석의 합금
백동구리와 니켈의 합금
구리 합금구리를 주성분으로 하는 합금

2. 역사

황동은 선사 시대부터 사용된 오래된 합금이다.[44] 초기에는 아연이 풍부한 구리 광석을 제련하여 자연적으로 얻었을 것으로 추정된다.[47] 고대 로마 시대에는 금속 구리와 아연 광물을 사용하여 침침법으로 황동을 의도적으로 생산하였으며, 그 결과물은 칼라민 황동이었다.[48] 이 방법은 19세기 중반까지 계속되었다.[48] 결국 16세기에 유럽에 도입된 구리와 아연 금속을 직접 합금하는 주석 방법으로 대체되었다.[47]

기원전후의 고대 로마에서는 두폰디우스와 세스테르티우스 등의 화폐에 황동이 사용되었다.

12세기 리에주 성 바르톨로메오 교회의 세례반에 새겨진 ''그리스도의 세례''


중세 시대에는 황동 생산 기술이 발전하여 유럽과 이슬람 세계에서 다양한 황동 제품이 제작되었다. 특히, 중세 유럽에서는 황동 주조 기술이 발전하여 리에주 성 바르톨로메오 교회 세례반(1117년 이전)과 같은 뛰어난 예술 작품이 만들어졌다.

2. 1. 한국에서의 황동

한국에서는 12세기 헤이안 시대부터 금의 대용품으로 황동이 사용되기 시작하여 사경에 대량으로 사용되었다. 이는 나라대학의 연구를 통해 밝혀졌으며, 기존의 통설, 즉 일본에서 황동 제조법이 에도 시대 이후에 보급되었다는 주장을 뒤집는 중요한 발견이다.[112][114][113]

조선시대의 화폐 중 일부는 황동으로 만들어졌으며, 시대극에서 소품으로 사용되는 가짜 엽전도 황동으로 만든 것이 많다.

1938년에는 까마귀 1전 황동화(구리 90%, 아연 10%)가 발행되기도 했으나, 현재는 통용이 중지되었다. 1948년부터 현재까지 발행되는 5원 동전은 황동(구리 60-70%, 아연 30-40%)으로 만들어지는데, 이는 종전 후 탄피 등 무기 고철을 재활용한 것이다.

3. 물리/화학적 특성

황동은 구리와 아연의 비율에 따라 외관과 기계적 성질이 변한다. 아연 함량이 증가하면 구리의 붉은색에서 황금색, 은백색으로 변하며, 경도와 강도가 증가하지만 취성(깨지기 쉬운 성질) 또한 증가한다.[109] 일반적으로 인장 강도, 경도, 연신율(늘어나는 정도)이 모두 우수하고 가공하기 쉽다.[109]

황동의 녹는점은 조성에 따라 900~940°C로,[6] 청동이나 아연보다 낮아 주조하기 쉽다. 황동은 철강재에 비해 녹이 잘 슬지 않고 수분에도 강하다. 물체에 부딪혀도 불꽃이 튀지 않는 특성이 있다.

황동은 강자성체가 아니므로 자석을 이용하여 쉽게 분리할 수 있어 재활용률이 높다.[111]

구리-아연 혼합계의 상태도. 가로축은 구리-아연 혼합비, 세로축은 온도를 나타낸다. 혼합비에 따라 α상, β상, γ상 등의 다른 상을 취한다.


압연 및 열처리된 황동의 미세구조(400배 배율)

3. 1. 부식

황동은 습기, 염화물, 아세트산염, 암모니아 및 특정 산에 의해 부식될 수 있다.[26] 특히 암모니아에 의한 부식은 '계절균열(Season cracking)'이라고 불리며, 영국령 인도 제국 시절 영국군 탄약에서 처음 발견되었다. 여름철 마구간에 보관된 탄약의 탄피가 균열되는 현상이 발생했는데, 이는 마구간 내 암모니아 농도가 높아져 황동이 부식되었기 때문이다. 이러한 문제는 탄피를 풀림 처리하고 탄약을 다른 곳에 보관함으로써 해결되었다.[26]

황동은 구리와 아연의 전기화학적 전위차로 인해 갈바닉 부식이 발생할 수 있다. 탈아연 부식 방지(선택적 용출#아연의 용출)(DZR) 황동은 부식 위험이 큰 환경에 사용된다. DZR 황동의 예로는 아연 약 30%, 구리 61~63%, 납 1.7~2.8%, 비소 0.02~0.15%를 함유한 C352 황동이 있으며, 납과 비소는 아연 손실을 억제한다.[20] 고온의 물, 염화물이 존재하는 경우, 연수와 같이 수질이 달라지는 경우에는 DZR 황동이 사용되며, 물 보일러 시스템에도 사용된다.[18][19]

청동과 같이 구리 비율이 높고 아연이 15% 미만인 합금은 아연 손실에 대한 저항성이 더 크다.[21] 해수용 "해군 황동"은 아연 40%와 주석 1%를 함유하여 아연 용출을 억제한다.[23] NSF 인터내셔널은 배관 및 배관 부속품에 사용되는 황동은 아연 함량이 15%를 초과하는 경우 탈아연 부식 방지형이어야 한다고 규정한다.[24]

암모니아 부식에 의한 황동의 균열

4. 종류

가장 일반적인 황동은 구리 65%, 아연 35%이다. 구리와 아연의 비율에 따라 다음과 같이 불린다.


  • 단동(丹銅) : 아연이 5 ~ 20% 미만, 적색이 강하기 때문에 붉은 황동(red brass) 또는 건메탈(Gunmetal)이라고도 한다.
  • '''7-3황동''' : 구리를 70%, 아연을 30%를 섞은 황동을 말한다.
  • '''6-4황동''' : 구리를 60%, 아연을 40%를 섞은 황동을 말한다. 황금색에 가까운 노란색을 띤다.
  • 델타메탈
  • 네이벌 황동


아연의 비율이 높을수록 색이 옅어지고 아연의 비율이 낮을수록 적색을 띤다. 일반적으로 아연의 비율이 증가함에 따라 경도도 증가하지만 동시에 깨지기 쉬운 취성도 증가하기 때문에 45% 이상은 사용하지 않는다.

그 외에도 피삭성(절삭이 잘되는 정도)을 높이기 위해 납(Pb)을 첨가한 '''쾌삭황동'''이나 주석(Sn)을 첨가하여 염분에 저항이 강한 내해수성을 높인 네이벌 황동 (해군황동으로 알려짐) 등이 있다.

== 조성에 따른 분류 ==

황동은 구리와 아연의 함량에 따라 다양한 종류로 분류된다.
단동 (Red Brass)은 아연 함량이 5~20% 미만으로, 붉은색이 강하며 건메탈(Gunmetal)이라고도 불린다.[40][41] 구리 함량이 95%, 아연 함량이 5%인 도금 금속은 가장 부드러운 황동 중 하나이며, 전탄피 탄환에 사용된다.[34] 구리 함량이 85%이고 아연, 주석, 납이 각각 5%씩 포함된 온스 금속 또한 적색 황동으로 불린다.[34][39]

7-3 황동은 구리 70%, 아연 30%로 구성되며, 카트리지 황동 (C260)이라고도 불린다. 탄약 케이스, 배관, 하드웨어에 사용될 정도로 우수한 냉간 가공 특성을 가지고 있다.[34]

6-4 황동은 구리 60%, 아연 40%로, 황금색에 가까운 노란색을 띤다. 먼츠 금속은 6-4 황동에 미량의 철을 첨가한 합금으로, 배의 안감으로 사용된다.
알파 황동은 구리 함량이 65% 이상, 아연 함량이 35% 미만인 황동이다. 알파 황동은 면심입방격자 결정구조를 가지는 단일 상으로, 연성이 있어 냉간 가공이 가능하다.[29] 구리 함량이 높기 때문에 다른 황동보다 더 황금색을 띠며, 아연 함량이 32%일 때 성형성이 가장 좋다. 아연 함량이 15% 이하인 적색 황동도 알파 황동에 속하며 내식성이 우수하다. 프린스 금속은 알파 황동의 일종으로, 노란색을 띠어 금의 모방으로 사용된다.[38]
알파-베타 황동은 구리 함량이 55~65%, 아연 함량이 35~45%인 황동으로, 이중 황동이라고도 한다. 열간 가공에 적합하며, α상과 β'상을 모두 포함한다. β'상은 아연 원자가 정육면체 중앙에 있는 규칙적인 체심입방격자이며, α상보다 더 단단하고 강하다. 아연 함량이 45%일 때 합금의 강도가 가장 높다.
베타 황동은 구리 함량이 50~55%, 아연 함량이 45~50%인 황동이다. 베타 황동은 열간 가공만 가능하며, 더 단단하고 강하며 주조에 적합하다. 아연 함량이 높고 구리 함량이 낮기 때문에 일반적인 황동 중에서 가장 밝고 황금색이 적다.
감마 황동은 구리 함량이 33~39%, 아연 함량이 61~67%인 황동이다. 감마 상은 입방 격자 금속간 화합물 Cu5Zn8이다.[27]
백색 황동은 구리 함량이 50% 미만, 아연 함량이 50%를 초과하는 황동이다. 취성이 강하여 일반적으로 사용되지 않는다.

이 외에도 육방정계 금속간 화합물인 ε(CuZn3)상과 아연에 구리가 고용된 η상이 있다.

== 첨가 원소에 따른 분류 ==

황동은 첨가되는 원소에 따라 다양한 특성을 가지며, 그에 따라 여러 종류로 분류된다.

  • 알파 황동: 65% 이상의 구리를 함유하고 아연 함량은 35% 미만이다. 연성이 있어 냉간 가공이 가능하며, 프레스, 단조 등에 사용된다. 면심입방격자 결정구조를 갖는 단일 상으로, 구리 함량이 높아 황금색을 띤다. 구리에 아연이 치환된 고용체로, 질기고 강하며 가공이 다소 어렵다. 아연 함량이 32%일 때 성형성이 가장 좋으며, 15% 이하인 적색 황동은 내식성이 우수하다.[27]
  • 알파-베타 황동: 55–65%의 구리와 35–45%의 아연을 함유한다. 이중 황동이라고도 하며, 열간 가공에 적합하다. α상과 β'상을 모두 포함하며, β'상은 아연 원자가 정육면체 중앙에 있는 규칙적인 체심입방격자로 α상보다 단단하고 강하다. 아연 함량이 높아 알파 황동보다 밝은 색을 띠며, 아연 함량이 45%일 때 강도가 가장 높다.[27]
  • 베타 황동: 50–55%의 구리와 45–50%의 아연을 포함한다. 열간 가공만 가능하며, 더 단단하고 강하여 주조에 적합하다. 구리 함량이 낮고 아연 함량이 높아 일반적인 황동 중에서 가장 밝고 황금색이 적다.[27]
  • 감마 황동: 33–39% 구리와 61–67% 아연을 포함한다. Ag-Zn 및 Au-Zn 감마 황동(Ag 30–50%, Au 41%)도 존재한다.[27] 감마 상은 입방 격자 금속간 화합물 Cu5Zn8이다.
  • 백색 황동: 구리 함량이 50% 미만이고 아연 함량이 50%를 초과한다. 너무 취약하여 일반적으로 사용되지 않는다. 특정 유형의 니켈 실버 합금, 주석 및/또는 아연 함량이 높은 Cu-Zn-Sn 합금(일반적으로 40% 이상), 구리 첨가제가 포함된 아연계 주조 합금을 가리키기도 한다. 황색을 거의 띠지 않고 은색에 가까운 외관을 가진다.[27]
  • 쾌삭 황동: 납(Pb)을 첨가하여 절삭성을 높인 황동이다.
  • 네이벌 황동(해군 황동): 주석(Sn)을 첨가하여 내해수성을 높인 황동이다. 어드미럴티 황동은 주석이 많은 환경에서 아연 손실을 억제한다.[28] 해군 황동(C464)은 어드미럴티 황동과 유사하며 토빈 청동, 464 또는 C464라고도 불린다.[36] 고납 해군 황동(C485)은 가공성을 위해 납을 첨가한 해군 황동으로 485 또는 C485라고도 불린다.[37]
  • 고력 황동: 망간, 알루미늄, 니켈 등을 첨가하여 강도를 높인 황동이다.
  • 기타 합금:
  • 어드미럴티 황동: 1% 주석이 포함되어 내식성이 좋다.
  • 알루미늄 황동: 2% 알루미늄이 포함되어 내식성이 향상되어 열교환기 및 응축기 튜브에 사용된다.[29]
  • 비소 황동: 비소와 알루미늄이 포함되어 보일러 화실에 사용된다.[30][31]
  • 카트리지 황동 (C260): 냉간 가공 특성이 우수하여 탄약 케이스, 배관 및 하드웨어에 사용된다.[34]
  • 납 황동: 가공성 향상을 위해 납이 첨가된 알파-베타 황동이다.
  • 저황동: 연한 황금색을 띠며 매우 연성이 있어 유연한 금속 호스 및 금속 벨로우스에 사용된다.
  • 망간 황동: 7% 망간과 4% 니켈을 함유하여 미국 골든 달러 동전의 클래딩으로 사용된다.[35]
  • 니켈 황동: 4–5.5% 니켈을 함유하여 이중 금속 1파운드 및 2파운드 스털링 동전과 1유로 동전의 바깥쪽 고리와 2유로 동전의 중앙 부분에 사용된다.
  • 노르딕 골드: 5% 알루미늄을 함유하여 10, 20, 50센트 유로 동전에 사용된다.
  • 톰백: 보석류에 사용되는 경우가 많으며 다양한 조성이 존재한다.
  • 실리콘 톰백: 4% 실리콘을 함유하여 투자 주조 강철 부품의 대안으로 사용된다.
  • 황색 황동: 33% 아연 황동을 나타내는 미국식 용어이다.


α, β, γ상 이외에 육방정계 금속간 화합물인 ε(CuZn3)상과 아연에 구리가 고용된 η상이 있다.

4. 1. 조성에 따른 분류

황동은 구리와 아연의 함량에 따라 다양한 종류로 분류된다.
단동 (Red Brass)은 아연 함량이 5~20% 미만으로, 붉은색이 강하며 건메탈(Gunmetal)이라고도 불린다.[40][41] 구리 함량이 95%, 아연 함량이 5%인 도금 금속은 가장 부드러운 황동 중 하나이며, 전탄피 탄환에 사용된다.[34] 구리 함량이 85%이고 아연, 주석, 납이 각각 5%씩 포함된 온스 금속 또한 적색 황동으로 불린다.[34][39]

7-3 황동은 구리 70%, 아연 30%로 구성되며, 카트리지 황동 (C260)이라고도 불린다. 탄약 케이스, 배관, 하드웨어에 사용될 정도로 우수한 냉간 가공 특성을 가지고 있다.[34]

6-4 황동은 구리 60%, 아연 40%로, 황금색에 가까운 노란색을 띤다. 먼츠 금속은 6-4 황동에 미량의 철을 첨가한 합금으로, 배의 안감으로 사용된다.
알파 황동은 구리 함량이 65% 이상, 아연 함량이 35% 미만인 황동이다. 알파 황동은 면심입방격자 결정구조를 가지는 단일 상으로, 연성이 있어 냉간 가공이 가능하다.[29] 구리 함량이 높기 때문에 다른 황동보다 더 황금색을 띠며, 아연 함량이 32%일 때 성형성이 가장 좋다. 아연 함량이 15% 이하인 적색 황동도 알파 황동에 속하며 내식성이 우수하다. 프린스 금속은 알파 황동의 일종으로, 노란색을 띠어 금의 모방으로 사용된다.[38]
알파-베타 황동은 구리 함량이 55~65%, 아연 함량이 35~45%인 황동으로, 이중 황동이라고도 한다. 열간 가공에 적합하며, α상과 β'상을 모두 포함한다. β'상은 아연 원자가 정육면체 중앙에 있는 규칙적인 체심입방격자이며, α상보다 더 단단하고 강하다. 아연 함량이 45%일 때 합금의 강도가 가장 높다.
베타 황동은 구리 함량이 50~55%, 아연 함량이 45~50%인 황동이다. 베타 황동은 열간 가공만 가능하며, 더 단단하고 강하며 주조에 적합하다. 아연 함량이 높고 구리 함량이 낮기 때문에 일반적인 황동 중에서 가장 밝고 황금색이 적다.
감마 황동은 구리 함량이 33~39%, 아연 함량이 61~67%인 황동이다. 감마 상은 입방 격자 금속간 화합물 Cu5Zn8이다.[27]
백색 황동은 구리 함량이 50% 미만, 아연 함량이 50%를 초과하는 황동이다. 취성이 강하여 일반적으로 사용되지 않는다.

이 외에도 육방정계 금속간 화합물인 ε(CuZn3)상과 아연에 구리가 고용된 η상이 있다.

4. 2. 첨가 원소에 따른 분류

황동은 첨가되는 원소에 따라 다양한 특성을 가지며, 그에 따라 여러 종류로 분류된다.

  • 알파 황동: 65% 이상의 구리를 함유하고 아연 함량은 35% 미만이다. 연성이 있어 냉간 가공이 가능하며, 프레스, 단조 등에 사용된다. 면심입방격자 결정구조를 갖는 단일 상으로, 구리 함량이 높아 황금색을 띤다. 구리에 아연이 치환된 고용체로, 질기고 강하며 가공이 다소 어렵다. 아연 함량이 32%일 때 성형성이 가장 좋으며, 15% 이하인 적색 황동은 내식성이 우수하다.[27]
  • 알파-베타 황동: 55–65%의 구리와 35–45%의 아연을 함유한다. 이중 황동이라고도 하며, 열간 가공에 적합하다. α상과 β'상을 모두 포함하며, β'상은 아연 원자가 정육면체 중앙에 있는 규칙적인 체심입방격자로 α상보다 단단하고 강하다. 아연 함량이 높아 알파 황동보다 밝은 색을 띠며, 아연 함량이 45%일 때 강도가 가장 높다.[27]
  • 베타 황동: 50–55%의 구리와 45–50%의 아연을 포함한다. 열간 가공만 가능하며, 더 단단하고 강하여 주조에 적합하다. 구리 함량이 낮고 아연 함량이 높아 일반적인 황동 중에서 가장 밝고 황금색이 적다.[27]
  • 감마 황동: 33–39% 구리와 61–67% 아연을 포함한다. Ag-Zn 및 Au-Zn 감마 황동(Ag 30–50%, Au 41%)도 존재한다.[27] 감마 상은 입방 격자 금속간 화합물 Cu5Zn8이다.
  • 백색 황동: 구리 함량이 50% 미만이고 아연 함량이 50%를 초과한다. 너무 취약하여 일반적으로 사용되지 않는다. 특정 유형의 니켈 실버 합금, 주석 및/또는 아연 함량이 높은 Cu-Zn-Sn 합금(일반적으로 40% 이상), 구리 첨가제가 포함된 아연계 주조 합금을 가리키기도 한다. 황색을 거의 띠지 않고 은색에 가까운 외관을 가진다.[27]
  • 쾌삭 황동: 납(Pb)을 첨가하여 절삭성을 높인 황동이다.
  • 네이벌 황동(해군 황동): 주석(Sn)을 첨가하여 내해수성을 높인 황동이다. 어드미럴티 황동은 주석이 많은 환경에서 아연 손실을 억제한다.[28] 해군 황동(C464)은 어드미럴티 황동과 유사하며 토빈 청동, 464 또는 C464라고도 불린다.[36] 고납 해군 황동(C485)은 가공성을 위해 납을 첨가한 해군 황동으로 485 또는 C485라고도 불린다.[37]
  • 고력 황동: 망간, 알루미늄, 니켈 등을 첨가하여 강도를 높인 황동이다.
  • 기타 합금:
  • 어드미럴티 황동: 1% 주석이 포함되어 내식성이 좋다.
  • 알루미늄 황동: 2% 알루미늄이 포함되어 내식성이 향상되어 열교환기 및 응축기 튜브에 사용된다.[29]
  • 비소 황동: 비소와 알루미늄이 포함되어 보일러 화실에 사용된다.[30][31]
  • 카트리지 황동 (C260): 냉간 가공 특성이 우수하여 탄약 케이스, 배관 및 하드웨어에 사용된다.[34]
  • 납 황동: 가공성 향상을 위해 납이 첨가된 알파-베타 황동이다.
  • 저황동: 연한 황금색을 띠며 매우 연성이 있어 유연한 금속 호스 및 금속 벨로우스에 사용된다.
  • 망간 황동: 7% 망간과 4% 니켈을 함유하여 미국 골든 달러 동전의 클래딩으로 사용된다.[35]
  • 니켈 황동: 4–5.5% 니켈을 함유하여 이중 금속 1파운드 및 2파운드 스털링 동전과 1유로 동전의 바깥쪽 고리와 2유로 동전의 중앙 부분에 사용된다.
  • 노르딕 골드: 5% 알루미늄을 함유하여 10, 20, 50센트 유로 동전에 사용된다.
  • 톰백: 보석류에 사용되는 경우가 많으며 다양한 조성이 존재한다.
  • 실리콘 톰백: 4% 실리콘을 함유하여 투자 주조 강철 부품의 대안으로 사용된다.
  • 황색 황동: 33% 아연 황동을 나타내는 미국식 용어이다.


α, β, γ상 이외에 육방정계 금속간 화합물인 ε(CuZn3)상과 아연에 구리가 고용된 η상이 있다.

5. 용도

황동은 높은 연성과 가공성, 비교적 우수한 내식성, 그리고 아름다운 황색 광택을 띄는 특성 덕분에 다양한 용도로 사용된다.[25]

황동으로 만든 자물쇠(알파사 1000 시리즈)


일상생활에서는 절삭 가공을 많이 하는 열쇠나 자물쇠, 시계 부품 등에 사용된다.[25] 그 외에도 정밀 기계나 이화학 기기류, 수도꼭지와 같은 수도 설비, 탄약의 탄피 및 금속 모형 등에도 널리 사용된다.[25] 황동은 주물, 판, 봉, 선, 파이프 등으로 가공하기가 쉽고, 기계 기구를 비롯하여 일용품ㆍ미술공예품 등에 널리 쓰이고 있다.

금관악기 모음


음향 특성이 뛰어나 트롬본, 튜바, 트럼펫, 코르넷, 플루겔호른, 바리톤호른, 유포니엄, 테너호른, 프랑스호른 등과 다양한 크기의 악기군인 색소폰을 포함한 많은 호른 등의 금관악기 제작에 널리 사용된다. 은과 그 합금, 심지어 금도 같은 이유로 사용되지만, 황동이 가장 경제적인 선택이다. 브라스밴드라는 말도 본래 황동을 뜻하는 영어의 ''brass''에서 유래한 것이다. 브라스밴드에서 쓰이는 관악기들 중에는 구리, 청동, 등등으로 만들어진 악기도 있다. 금관악기 외에도 심벌즈, 꽹과리, 오케스트라 (튜블러) 벨 등 다양한 타악기와 하모니카 제작에도 사용된다.

에칭하여 모형으로 사용되는 경우도 있으며, 시판되는 금색 도료의 대부분에는 황동의 미분말이 사용된다. 하지만 도료의 경우, 경년에 따라 검게 변색되어 광택을 잃을 수 있으며, 라텍스류·생고무에 바르면 황동의 성분(구리와 아연)에 의해 고무를 분해·부식시키는 단점이 있다.[25]

금과 비슷한 아름다운 황색 광택을 띠기 때문에 금의 대용품으로도 사용되며, poorman's gold영어(빈자의 금)이라고 불린다. 하지만 녹에 절대적인 내성을 가진 순금과 달리, 황동은 표면에 녹이 슬기 때문에, 은식기와 마찬가지로 닦거나 투명 라커로 코팅하는 등의 조치가 필요하다.[25]

5. 1. 일반적인 용도

황동은 높은 연성과 가공성, 비교적 우수한 내식성, 그리고 아름다운 황색 광택을 띄는 특성 덕분에 다양한 용도로 사용된다.[25]

일상생활에서는 절삭 가공을 많이 하는 열쇠나 자물쇠, 시계 부품 등에 사용된다.[25] 그 외에도 정밀 기계나 이화학 기기류, 수도꼭지와 같은 수도 설비, 탄약의 탄피 및 금속 모형 등에도 널리 사용된다.[25]

음향 특성이 뛰어나 트롬본, 튜바, 트럼펫, 코르넷, 플루겔호른, 바리톤호른, 유포니엄, 테너호른, 프랑스호른 등과 다양한 크기의 악기군인 색소폰을 포함한 많은 호른 등의 금관악기 제작에 널리 사용된다. 은과 그 합금, 심지어 금도 같은 이유로 사용되지만, 황동이 가장 경제적인 선택이다. 금관악기 외에도 심벌즈, 꽹과리, 오케스트라 (튜블러) 벨 등 다양한 타악기와 하모니카 제작에도 사용된다.

에칭하여 모형으로 사용되는 경우도 있으며, 시판되는 금색 도료의 대부분에는 황동의 미분말이 사용된다. 하지만 도료의 경우, 경년에 따라 검게 변색되어 광택을 잃을 수 있으며, 라텍스류·생고무에 바르면 황동의 성분(구리와 아연)에 의해 고무를 분해·부식시키는 단점이 있다.[25]

금과 비슷한 아름다운 황색 광택을 띠기 때문에 금의 대용품으로도 사용되며, poorman's gold영어(빈자의 금)이라고 불린다. 하지만 녹에 절대적인 내성을 가진 순금과 달리, 황동은 표면에 녹이 슬기 때문에, 은식기와 마찬가지로 닦거나 투명 라커로 코팅하는 등의 조치가 필요하다.[25]

5. 2. 특수 용도

황동의 살균 효과는 수 세기 동안 알려져 왔으며, 특히 해양 환경에서 생물 부착 방지에 효과적이다. 황동은 병원균의 종류와 농도, 매개체에 따라 접촉 후 수 분에서 수 시간 내에 미생물을 사멸시킨다. MRSA 및 VRSA와 같은 항생제 내성 박테리아에 대한 항균 효과도 여러 연구를 통해 확인되었다. 항균 작용 메커니즘은 현재 활발히 연구되고 있다.

이러한 특성으로 인해 황동은 열쇠, 자물쇠, 시계 부품, 정밀 기계, 이화학 기기, 수도꼭지, 탄약의 탄피, 금속 모형 등에 널리 사용된다. 또한, 에칭하여 모형으로 사용되거나 금색 도료의 미분말로도 사용된다. 하지만 도료로 사용할 경우 시간이 지나면서 검게 변색될 수 있고, 라텍스나 생고무에 바르면 부식될 수 있다.

금과 유사한 아름다운 황색 광택 덕분에 금 대용품으로도 사용되며, poorman's gold영어(빈자의 금)이라고도 불린다. 그러나 순금과 달리 녹이 슬기 때문에 은식기처럼 닦거나 투명 래커로 코팅해야 한다.

대한민국 5원 동전의 재료로 사용되며, 한국 전통 불구 제작에도 사용된다. 불꽃 발생을 막아야 하는 화기 엄금 장소에서는 황동으로 만든 방폭 도구를 사용한다.

6. 문화

영어 관용구에서 조직의 최고위층을 top brass영어, 고위 장교를 brass hat영어이라고 한다. "놋쇠색의"라는 뜻의 brazen영어은 "뻔뻔스러운, 염치없는"이라는 뜻도 가지고 있다.

중세 시대, 황동은 교회에 기증되는 Monumental brass영어에 사용되었다. 13-16세기 영국에서 판에 새겨진 글자나 그림을 판 위에 종이를 놓고, 숯으로 문질러 복사하는 기법인 건탁이 유행하여, (직역하면 황동 문지르기)라고 불렸다. 황동은 금과 비슷한 아름다운 황색 광택 때문에 '빈자의 금(poorman's gold)'이라고 불리기도 한다.

7. 제조 방법

르네상스 시대에 유럽의 황동 제조는 이론과 실제 모두에서 큰 변화를 겪었다.[86] 15세기 독일 츠비카우에서는 뚜껑이 있는 시멘테이션 도가니를 재사용한 증거가 발견되었다.[86] 이 도가니는 약 20kg의 황동을 생산할 수 있었으며, 낮은 온도에서 공정이 이루어졌음을 알 수 있다.[87][88] 도가니 뚜껑의 작은 구멍은 공정 후반부에 점토 마개로 막아 아연의 흡수를 극대화했을 것으로 추정된다.[89]

16세기 기술 저술가들(비링구치오, 에르커, 아그리콜라 등)은 다양한 시멘테이션 황동 제조 기술을 설명했고, 이 공정을 더 잘 이해하게 되었다.[91] 이 시기에 금속 아연 또한 일반화되었다.[92] 1513년 인도와 중국산 금속 아연 괴가 런던에 도착했고, 1550년경부터는 독일 람멜스베르크의 용광로 배기구에 응축된 아연 펠릿이 시멘테이션 황동 제조에 사용되었다.[92]

금속 아연을 구리와 합금하여 황동을 만드는 스펠터링(Spelter) 공정이 발견되었다.[93] 1657년 독일 화학자 요한 글라우버는 캘라민이 "녹지 않는 아연일 뿐"이며 아연은 "반쯤 익은 금속"이라고 인식했다.[94] 그러나 일부 초기 고아연 저철 황동은 구리와 ''아연''을 합금하여 만들어졌을 수 있다.

시멘테이션(Cementation) 공정은 19세기 초까지도 돔형 용광로에서 약 900~950°C의 온도에서 최대 10시간 동안 고체 상태로 진행되었다.[95] 유럽 황동 산업은 16세기에 도입된 수력 해머를 이용한 냄비 생산과 같은 혁신 덕분에 중세 이후 시대에도 계속 번영했다.[96] 1559년 독일 아헨은 연간 300,000 cwt의 황동을 생산할 수 있었다.[96]

1723년 브리스틀의 황동 제조업체 네헤미야 챔피언은 용융 금속을 찬물에 붓는 방식으로 생산된 과립화된 구리의 사용에 대한 특허를 받았다.[98] 이는 구리의 표면적을 증가시켜 반응을 돕고, 최대 33% wt의 아연 함량이 보고되었다.[99] 1738년 그의 아들 윌리엄 챔피언은 ''distillation per descencum''(증류법) 또는 "영국식 공정"으로 알려진 금속 아연의 최초의 산업 규모 증류 기술에 대한 특허를 받았다.[100] 이 기술은 황동의 아연 함량을 더 잘 조절할 수 있게 했고, 고아연 구리 합금 생산을 가능하게 했다.[101] 그러나 챔피언은 저렴한 캘라민 시멘테이션 방법을 계속 사용하여 저아연 황동을 생산했고,[101] 그의 웜리 공장에서는 벌집 모양의 시멘테이션 용광로의 고고학적 유적이 발견되었다.

18세기 중후반에는 저렴한 아연 증류의 발전과 아연 관세 인하,[102] 그리고 부식에 강한 고아연 합금에 대한 수요 증가로 스펠터링의 인기가 높아졌고, 19세기 중반까지 시멘테이션은 대부분 폐기되었다.[103]

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