[논문] 싱잉볼 제작 : 열처리와 구성 성분 분석

폴란드 연구진에 의해서 네팔에서 구입한 싱잉볼을 성분분석과 열처리 과정을 분석을 한 논문이 있어 소개한다. 오래전인 1996년 캐나다의 콘고디아 대학(Concordia Univ.)에서 분석한 결과만 알고 있었는데, 이제 2019년에 확인된 논문이다. 이 논문은 싱잉볼이 만들어지는 과정의 열처리 과정도 분석하여 싱잉볼 제작 과정을 더 이해할 수 있다. 그리고 재료공학의 물질 분석에 대한 지식이 없어 전문적인 부분은 생략하고 이해된 부분까지만 글을 올린다.

 

본 논문의 싱잉볼 미세구조 분석

 

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청동(Bronze)은 구리와 주석을 위주로 다른 금속과 실리콘(silicon)이나 인(phosphorus)와 같은 비금속 원소들과 합금하여 만들어진다. 청동의 명칭은 라틴어 "aes brundusinu" 에서 유래되었는데, 이는 '합금의 처리에 특화되어 있다'는 것을 의미한다. 이들은 좋은 가소성, 뛰어난 강도, 내부충격성의 우수성이 있고, 수증기와 바닷물에서 좋은 내식성에 있고, 고합금 청동은 쉽게 담금질할 수 있다.

 

파탄(네팔)에서 구입한 고주석 청동으로 만든 싱잉볼을 분석했다. 이 싱잉볼은 고주석 함량의 독성이 없고 부식에 강하기 때문에 제물 접시와 명상 도구 또는 소리 치유 도구로도 사용될 가능성이 높다. 특히 마지막 특성인 소리 치유의 도구로 그 독특함을 알 수 있다. 싱잉볼 테두리를 쓰다듬거나 치면 독특한 소리가 들리기 때문에 '소리볼'이라고도 한다. 이와 같은 싱잉볼의 특성은 화학적 조성, 특히 그것이 만들어지는 합금의 구조에 기인한다.

 

실험한 싱잉볼은 대략 130 mm의 직경을 가지고 있다. 재료 내부 분석을 위한 시료를 얻기 위해 세로, 가로로 절단했다.

 

 

분석 결과, 구리(Cu)와 주석(Sn)과 같은 주성분 이외에도 아연(Zn), 안티모니(Pb), 은(Sb), 납(Ag), 철(Fe), 니켈(Ni) 등의 금속이 존재함을 알 수 있다.

 

열분석 결과를 기반으로 보면, 최종 약 1200 ℃에 도달하였다. 이어서 싱잉볼 합금을 공기 또는 물에서 자유롭게 냉각시켰다. 연구된 싱잉볼은 725 ℃에서 4시간 동안 균질화되었다. 이렇게 준비된 합금에 대해 열처리를 수행하였는데, 물에 담거 열을 식히기를 450 ℃, 550 ℃, 650 ℃ 및 725 ℃에서 1.5시간 동안 수행하였다. 열처리의 모든 단계 후, 연마나 광택 등의 처리 과정을 거쳤다. 

 

 

이런 온도 구분에 따른 연마 과정을 통해 합금은 균질화되고, 세부구조가 변화되어 아래의 그림과 같은 구조로 형성되면서 단단해졌다.

 

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싱잉볼 재료는 전통적으로 7가지라고 말하는 경우가 많지만, 실제 분석을 해 보면 다른 금속 물질이 발견된다. 이는 광물 안에 다양한 금속물질이 있어서 나오는 결과로, 당연한 결과이다. 위의 논문에서도 보듯이 다른 금속 재료가 포함됨을 확인할 수 있었다. 이런 합금에 들어간 다른 물질보다도 청동(구리 + 주석)이 주요한 싱잉볼의 소리 효과를 낸다고 보인다. 그래서 구리와 주석을 주재료 하기에 종청동(bell metal)이라고 보아야 할 것이다. 그리고 연마 과정에서 수많은 두드림이 그 깊은 음을 발생하게 하지 않나 싶다. 그리고 만드는 장인들이 기도를 하면서 그 신성함은 증가가 될 것이다. 싱잉볼을 보름달이 뜨면 장인들이 제작하여 그 싱잉볼을 '풀문볼'(Full moon bowl)이라고도 한다. 이 풀문볼에 대해서는 진위 여부를 문의하는 사람들이 많고 논쟁을 하기도 한다. 그 풀문볼의 상징성과 그 새겨진 모양에 대해서 안다면 그 풀문볼의 뜻을 이해할 것이다. 그 새겨진 모양에 대해서 언젠가 한번 글을 올리겠다. 그 뜻을 알면 이런 논쟁은 다 사라질 것이다.