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| 綠 / Rust |
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1. 개요
녹( 綠, rust)이란 금속이 산화 등의 과정을 거쳐 부식되면서 생기는 물질을 말한다. 보통은 철이 녹슨 산화철(III)(Fe2O3)을 가리킨다.2. 어형
- ' 綠'이라는 글자는 주로 한국에서 '녹'을 가리킬 때 쓴다. 주로 구리 계열 합금의 푸른색 녹[1]을 가리키는 녹청(綠靑) 또는 동록(銅綠)의 준말이다.
- 순우리말로 '보믜'라고 했으나 현재 사어가 되었다.
- 주로 동사 '슬다'와 함께 쓰인다.[2] '녹슬다'도 한 단어로 실려있다. 녹이 스는 것은 관리가 잘 되지 않는다는 상황이므로, 쇠락 쇠퇴 등에 의미로 확장되어 '실력이 녹슬다' 등으로 쓴다.
- 중국에서는 일반적으로 '녹슬 수( 銹, 鏽)'자를 쓰고 동록(銅綠, 녹슨 구리)이라고 할 때만 '綠'을 쓴다.
- 일본에서는 '자세할 창( 錆)'자를 쓴다.
- 쇠(金)가 푸른색(靑)으로 변했다는 회의자로 임의로 해석하여 쓴다. 그리고 이 글자를 훈독하여 さび(사비)라고 읽는다.
- 한국어에서도 쓰는데, '방청(防錆) 처리', '방청액' 등에서 사용되는 '청' 자가 바로 이 글자이다.
- 칼에 피가 묻으면 녹이 슬기 쉬워진다는 점에서, 누군가를 검으로 베는 것을 '검의 녹으로 만들다'(刀の錆にする)라고 표현한다.
- 녹슨 철의 색깔인 적갈색을 さびいろ(녹색)이라고도 한다.
- 영어로는 rust이다. 쇠락의 의미도 있다. 러스트 벨트가 이러한 의미로 붙은 말이다.
- 청동(青銅)은 청동에 푸른 녹이 슨 색깔에서 온 말이다. 녹이 슬지 않은 청동은 그냥 구리와 유사하게 주황색이다.
3. 원인
가장 큰 원인은 물이다. 물 자체가 산이자 염기인 양쪽성 물질인데, 여기서 산 부분이 금속을 산화시킨다. 염분은 부식 작용의 촉매 기능을 하기에 바다 근처에 장기간 차를 주차해 두면 해풍 탓에 차량 곳곳이 녹스는 경우도 있다. 또한, 자동차의 경우에는 도막이 벗겨져 강판이 직접 노출되면 부식이 일어난다. 물론, 아연도금강판 및 일반적으로 전착도장을 한 경우라도 아연이 산화되면 결국 강판부식이 일어난다. 특히, 경미한 사고로 강판이 드러날 정도로 도장면이 손상된 경우 아연도금층이 남아있더라도 최후에는 부식으로 이어진다. 그리고 차체 내부에는 물이 빠져나갈 수 있는 통로들이 존재하는데 이 부분에 물이 고이면 역시 부식이 일어나게 된다.[3]금속에 따라서 녹이 스는 정도가 다른데, 대개 이온화 경향이 클수록 녹이 잘 슨다.[4] 다만 이온화 경향이 너무 강한 쪽의 금속은 표면만 빠르게 녹슬고 속까지는 녹슬지 않는다. 나트륨 덩어리를 칼로 잘라보면 잘 알 수 있다. 반대로 이온화 경향이 약한 원소는 자연상태에서 순물질 상태로 채굴되는 경우가 많다.[5]
4. 피해
녹이 슬면 이래저래 피해가 많다. 녹이 슬어서 단순히 보기 안좋은것만 떠올릴 수 있지만 일단 산화철로 변하면서 구조적으로 약해지기에 지지목적인 경우 붕괴를, 저장목적인 경우 유출을 야기할 수 있고, 산화되며 발생하게 된 틈에 세균이 증식할 수 있기에 파상풍의 위험도 높아진다. 수도관 내부에 녹이 슬면 녹물이 나온다.[6] 미국에서 한 해 동안 녹 때문에 발생하는 손실액은 무려 4370억 달러였다고 한다.녹은 겉에만 슬고 끝나는 게 아니라 일단 녹슬기 시작하면 속까지 파고들어서 결국 해당 금속 전체를 녹으로 통일시키고 구조 자체를 붕괴시켜 버린다는 문제가 있다. 단, 일반적인 환경 하에서 그 정도까지 녹슬기 위해서 걸리는 시간은 아무리 짧게 잡아도 수년,[7] 길게 잡으면 수백년 단위 이상으로 엄청나게 길어서 잘 느껴지지 않는다.
또한 금속은 녹이 슬면 불균등하게 부풀어 오른다. 즉 한꺼번에 다같이 부풀어 오르는게 아니라 거미줄처럼 중간중간에 덜 부풀거나 안 부풀어 오른 지점이 생겨나 오돌토돌하고 거칠게 부풀어 오르며, 이로 인해 닿지 않던 금속 부품들끼리 닿고, 서로 걸리면서 껴서 안움직이게 되는 것이다. 이를 부식팽창이라고 하는데, 여러분이 군대가서 경험할, 비만 맞으면 총이 녹슬어서 노리쇠 후퇴가 되지 않는 것도 바로 이 때문. 건축물의 철근도 녹슬면서 콘크리트를 부숴버려 붕괴를 유발한다. 이처럼 부식팽창은 매우 치명적인 문제를 일으키는 현상이라 금속부품은 관리를 항상 잘 해줘야 한다.
부식에 의한 약화와 파손에 관한 사례로 2013년 10월 경기도 수원시에서는 녹슨 간판이 떨어져 승용차 3대가 부서진 적이 있었다. 그리고 2017년 8월 미국 오하이오 주의 한 축제장에서 운행 중인 놀이기구의 좌석 일부가 떨어져 나가 10m 높이에서 추락, 1명이 사망하고 7명이 다치는 일도 있었는데 이 사고의 원인 역시 녹 때문이었다.
녹슨 금속에 상처를 입으면 파상풍에 걸린다는 이야기가 있다. 단, 이는 녹 그 자체가 원인은 아니다. 녹이 생길 만한 환경은 잘 관리가 되지 않은 곳이고, 수분이나 습기에 의해 부식되는 만큼 세균과 바이러스가 살기에 좋으므로 세균에 오염되어있을 가능성도 높고, 녹슨 금속에 찔리면 그 세균이 들어가 질병을 일으키는 것이다. 만약 녹슨 금속에 상처를 입었다고 해도 실험을 위해 인위적으로 통제된 환경에서 조작한 경우와 같이 위생적으로 문제가 없는 환경이라면 녹슨 금속에 상처를 입어도 패혈증과 같은 질병의 위험성은 일반적인 상처와 크게 다르지 않다.
5. 역이용
일부러 금속을 부식시키거나 금속산화물(녹)을 쓰는 사례도 있다.- 적색산화철이나 황색산화철 등의 여러 금속 산화물들은 화장품, 물감 등의 안료, 염료로 많이 쓰인다.
- 이산화 타이타늄 같이 자외선 차단제 재료로 쓰이는 경우도 있다.
- 아산화동(Cu2O)은 선박의 하단에 따개비 등이 붙는 것을 방지하기 위해 바르는 페인트에 쓴다.
- 산화철 중에 사산화삼철(Fe3O4, Iron(II,III) oxide)은 부스러져 떨어지는 것이 아니라 단단한 막을 만들기 때문에 총기나 도구의 피막으로 쓴다. 삼산화이철(Fe2O3, Iron(III) oxide)은 쓰지 않는다.
- 핫팩은 철을 일부러 녹슬게 해서 그 열을 이용한다. 녹이 생성되는 건 금속의 산화반응이고, 산화반응은 화학반응인데 자연적인 화학반응은 열을 발생시키기 때문에 의도적으로 급속도의 산화반응을 유도해서 순간적으로 큰 발열을 일으키는 원리이다. 이 방식의 핫팩은 일회용이다.
- 녹슨 못(도구)은 산화철이 포함되어, 식물에게 물과 철분을 공급할 수 있다. 녹물이 우러나온 물을 이용할 수 있다.
- 주로 알루미늄 합금 표면 처리에 이용하는 양극산화(아노다이징)은 산화 피막, 즉 단단한 녹 피막을 인위적으로 만들어 미관을 향상시키고 내부를 더 이상 산화되지 않게 보호하는 것이다. 알루미늄은 이온화 경향이 크기 때문에 공기중에 두어도 자연히 산화 피막이 생기며 피막 아래로는 녹이 잘 슬지 않게 되지만, 그 피막은 너무 얇고 약하며 균일하지 않기에 적당한 극성 액체에 담그고 전기를 걸어 산화시킨다. 공산품은 대부분 아노다이징 가공을 거쳐 나오며, 생 알루미늄으로 만드는 제품은 없다고 보아도 된다. 티타늄(타이태늄)등 다른 금속에도 할 수 있다.
6. 대처
6.1. 방지법
- 일반적으로 방청유나 방청 페인트를 바른다. 다만 페인트는 광분해와 마찰 등으로 갈라지거나 훼손되는 경우가 많아 주기적으로 덧발라주거나, 벗겨내고 다시 바르거나 해야 한다.
- 녹이 잘 슬지 않는 재료를 만든다. 대개 합금이나 도금 등으로 금속이 녹스는 것을 막는다. 스테인리스강이나 함석 등
6.2. 제거
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화학적 방법
녹을 제거하려면 환원제라는 것을 사용해야 하는데, 이 물질 자체가 산소를 빼내는 화학 반응을 유도한다. - 시판용 녹 제거제: 녹을 환원하는 것이 아니라 강산으로 금속 표면을 전부 녹여버리는 방식으로 녹을 제거한다.
- 구연산이나 옥살산: 구연산은 식용으로도 쓰는 무해한 물질이지만 옥살산은 독성을 지니기 때문에 무조건 보호 장비를 착용하고 사용해야 한다. 환원제로서의 성능은 옥살산이 더 좋은 편.
- WD-40, 메탈 폴리쉬, 양털유 등
- 가정에서 쉽게 구할 수 있는 것들: 식초, 아세톤, 버터, 마요네즈, 베이킹 소다, 토마토( 케첩), 자외선 차단제, 콜라, 치약 등. 집에서 하기에는 마요네즈나 케첩을 쓰는 것이 독성도 없고 흐르지 않아 좋다. 다만 산도가 약하기 때문에 발라 놓고 최소 한 시간, 길게 하룻밤 쯤 두어야 한다. 식용유+달걀노른자+식초가 성분인 마요네즈를 쓰면 닦아낸 후 기름을 바르지 않아도 된다.
- 전해질을 쓴 산화 환원 반응: 소금물 등 전해질에 이온화 경향이 더 높은 금속과 함께 끓이거나 전류를 가하는 등 반응시키면 산소 원자가 그쪽으로 옮겨가는 원리를 이용한다.[8]
- 물리적 방법
7. 창작물에서
포스트 아포칼립스 장르에서는 인류 문명의 쇠퇴를 보여주기 위해 녹슨 건축물을 자주 보여준다.능력자 배틀물에서는 금속을 거의 쓸모없게 만드는 방법이라는 점에서 착안, 금속을 녹슬게 하는 이능력이 금속 관련 능력이나 날붙이 사용자의 상성 격으로 등장하곤 한다. 원피스의 해군 대령 슈가 녹녹 열매 능력자이며, RPG의 시조격인 TRPG 시리즈 던전 앤 드래곤 시리즈에서는 금속을 녹슬게 해서 먹고 사는 녹 괴물이 등장한다.
센티널 프라임이 쓰는 코즈믹 러스트 캐논은 기계생명체를 녹이 슬어 죽게 만드는 무기이다.
8. 관련 문서
[1]
주성분이 수산화탄산구리(II)(Cu2CO3(OH)2)이다.
[2]
동사 '슬다'는 '곰팡이 슬다', '녹 슬다'밖에 용례가 별로 없다.
[3]
차량 출고후 방음제나 실런트류를 생각없이 시공해서 물이 잘 빠져나가지 못하면 특히 부식에 취약하게 된다.
[4]
Li -
K -
Ba -
Ca -
Na -
Mg -
Al -
Zn -
Fe -
Ni -
Sn -
Pb -
(H) -
Cu -
Hg -
Ag -
Pt -
Au의 순서로. 왼쪽으로 갈수록
이온화 경향이 점차 세진다.
[5]
위의 이온화 경향의 끄트머리에 있는
금이 대표적이다.
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[6]
아연도강관은 과거 값이 저렴해 실내 배관용으로 많이 사용됐으나 10년 넘게 사용하면 도금한 아연이 벗겨지면서 급속히 부식되는 문제가 있어 1994년 4월 1일부터 모든 건축물에 아연도강관의 수도관 사용을 금지했다. 이후 구리관, 스테인리스관, 플라스틱관으로 시공한다. 물론 그 이전에 지어진 오래된 건물은 여전히 경우에 따라 녹물을 구경할 수 있다.
[7]
부피 대비 표면적이 매우 큰 형태의 금속 부품을 해안가와 같이 부식이 발생하기 쉬운 환경에 지속적으로 노출시키는 경우 수 년만에 속까지 온통 녹으로 뒤덮여서 손으로 들고 살짝 힘을 주는 것 만으로 부서지게 되는 경우도 종종 있다.
[8]
은 문서에 이런 방법이 나온다.
[9]
도색 하기 전, 표면의 불순물을 날려버리고 미세한 요철을 생성해 무광 상태로 만들어 도료가 잘 밀착되도록 하는 방법이기도 하다. 그것을 손으로 하는 것이 철 수세미나 구리솔, 사포로 문지르는 것이다.