귀금속 재료 및 가공기법

금속재료의 특징

금속재료는 고체 상태에서 원자가 규칙적으로 배열된 결정 구조를 이루며, 원자에서 나온 자유전자가 이동하여 전기와 열을 잘 전도하는 양도체이다. 금속 원자는 자유전자에 의한 비방향성 금속결합으로 묶여 있으므로, 이를 방향성이 강한 공유결합으로 보는 것은 틀린 생각이다. 원자층이 서로 미끄러질 수 있어 전성과 연성이 풍부하며, 자유전자가 빛을 반사하므로 금속광택을 나타내고 빛을 투과하지 않는다. 금속재료는 철을 주성분으로 하는 철금속과 그 밖의 비철금속으로 나뉘며, 귀금속 가공에서는 순금속과 이를 섞은 합금을 함께 다룬다.

비금속재료의 특징

비금속재료는 자유전자가 거의 없어 전기를 거의 통하지 않는 부도체 또는 반도체이며, 열전도율도 일반적으로 금속보다 작다. 비금속재료는 세라믹스와 고분자 재료로 나뉜다. 세라믹스는 이온결합과 공유결합이 중심을 이루어 내열성과 내식성이 우수하지만, 원자가 미끄러지기 어려워 연성이 작고 취성이 커서 충격에 약하다. 고분자 재료는 탄소와 수소 등 가벼운 원소로 이루어진 사슬 구조이므로 금속보다 밀도가 낮고 유연성이 크다. 비금속 산화물은 대부분 산성을 띤다.

칠보재료

칠보는 규산염을 주성분으로 하는 유리질 유약을 금속 바탕 위에 입히고 고온에서 녹여 붙이는 장식 기법이다. 칠보는 법랑이라고도 하며, 바탕 금속으로는 금, 은, 구리 등이 주로 쓰인다. 유약에 금속 산화물을 첨가하면 색이 나타나며, 산화코발트는 청색 계열 발색에 쓰인다. 바탕금속과 유리질의 열팽창계수 차이가 크면 냉각 과정에서 수축률 차이로 균열이나 박리가 생기므로, 두 재료의 열팽창계수는 가깝게 맞춰야 한다. 칠보 원료는 용융을 돕는 용제 성분을 포함하여 만들어진다.

땜재료

땜은 모재를 녹이지 않고 모재보다 융점이 낮은 땜재를 녹여 접합하는 방법이므로, 땜재료의 융점은 모재보다 낮아야 한다. 땜재는 융점에 따라 연납과 경납으로 나뉜다. 연납은 융점이 낮아 접합 강도가 상대적으로 작으며, 주석과 납의 합금이 대표적이다. 경납은 은을 함유한 은납처럼 융점이 450℃ 이상이며 접합 강도가 커서 귀금속 땜에 쓰인다. 여러 차례 땜을 할 때는 뒤의 땜재일수록 융점이 낮은 것을 골라야 앞서 접합한 부위가 다시 녹지 않는다.