<생활 속 철 이야기> 금속의 열(熱) 전도도
<생활 속 철 이야기> 금속의 열(熱) 전도도
  • 방정환
  • 승인 2016.12.07 10:05
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발열 문제로 신형 K2C1 소총 전량 회수 해프닝
금속 종류에 따라 열 전달속도 천차만별

  올해 우리 군이 신규로 보급했던 신형 K2C1 소총이 보급 3개월 만에 전량 회수되는 어처구니 없는 일이 발생한 바 있다. 회수 사유는 100발 이상 사격을 하게 되면 총열을 만질 수 없을 정도로 뜨거워지는 단점이 있었기 때문이다.

  K2C1 소총은 우리 군의 주력화기인 K2 소총의 개량형으로 내부 구조는 같지만 크게 두 가지를 개선했는데 바로 신축형 개머리판과 피카티니 레일(Picatinny Rail) 부착이다. 키가 큰 신세대 장병들이 개머리판 길이를 조절할 수 있고 조준경, 레이저 지시기 등을 간단하고 견고하게 장착할 수 있도록 소폭 개량한 것이다.

  신형 K2C1 소총은 2016년 6월 중순 서부 전선과 동부 전선의 2개 사단부터 보급하기 시작했는데 발열 문제는 피카티니 레일에서 생겼다. 총열 덮개 상·하단에 홈을 파느라 재질을 강화플라스틱에서 알루미늄으로 바꾸었는데 유난히 더웠던 올해 여름에 100발 이상 사격할 때 열전도율이 높은 알루미늄 총열 덮개가 뜨겁게 달아올라 화상을 입을 정도였다.

▲ K2C1 소총(사진 출처 : S&T모티브 홈페이지)

  육군은 장병들의 불만이 접수된 후 바로 보급한 1만8,000정을 전량 회수했고 병사들은 이전의 K2 소총을 다시 쓰고 있다. 새로 개발된 K2C1 소총의 시험 평가는 원래 2015년 3~4월 2개월 동안 진행하였는데 상대적으로 보급이 되기 시작한 여름에 발열 현상이 심하게 나타난 것이다.

  K2C1 소총의 발열 현상은 열전도에 의한 것이다. 열전도는 물체 내부에서 열이 전달되는 속도로 물질 종류에 따라 큰 차이가 있다.

  예를 들어 철이나 구리, 알루미늄 같은 도체의 경우 열이 매우 빠르게 전달되지만 플라스틱과 같은 절연체인 물질의 경우에는 느리게 전달된다. 또한 액체와 ·기체는 고체에 비해 열전도가 매우 느리고 그 일부에 가해진 열을 전체에 확산시키기 어렵다. 주택의 창이 2중창으로 되어 있는 것은 이는 창문과 창문 사이에 공기라는 열 절연체를 사용하기 위한 것이다.

  같은 금속이라도 열을 전달하는 정도가 다른데 20℃ 환경에서 철의 열전도율은 62 kcal/℃ 인데 반해 알루미늄의 열전도율은 196 kcal/℃으로 알루미늄이 철 대비 3배 이상 열전도율이 높다. 반면 스테인리스스틸의 경우 14 kcal/℃로 철의 열전도율의 4분의 1 수준에 불과하다. 같은 온도 하에서 순은과 구리의 열전도율은 각각 360, 320 kcal/℃ 로 알루미늄 보다 높은 수준이다. 난방용 배관 소재로 다른 금속보다 구리 제품을 사용하는 이유가 바로 여기에 있다.

  열전도도를 가지고 생활 속의 제품에 활용한 또 다른 예는 아이스크림 스푼이다, 2011년 일본에서 냉동실에서 바로 꺼낸 딱딱한 아이스크림을 곧바로 먹을 수 있게 해주는 스푼이라는 개념으로 출시된 이 제품은 열전도율이 높은 알루미늄을 채택하였다. 스푼을 잡은 손의 체온이 아이스크림에 쉽게 전달되게 아이스크림을 먹기 좋은 온도로 쉽게 녹이는 것이 제품의 아이디어다. 이제품은 개당 3,240엔이라는 높은 가격에도 불구하고 8만개 이상 판매되어 대히트를 기록하였다. 장인이 수작업으로 만들어 외관의 완성도가 높고 사용감도 매우 좋다고 한다.

  이 알루미늄 아이스크림 스푼이 대히트를 하자, 당연히 알루미늄 보다 열전도도가 좋은 구리제품으로 제조된 유사상품이 다수 발매되었지만 가격과 중량, 외관 면에서 알루미늄 제품이 더 선호된다고 한다. 소재 특성에 대한 정확한 이해가 히트 상품을 창출해내는 원동력이 아닌가 싶다.


포스코경영연구원 철강연구센터 이종민 수석연구원 

 

 



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