Re:알루미늄에 대해 알고 싶습니다

<A name="[문서의 처음]"></A> 1. 비철금속 일반 1-1. 비철금속 및 산업 개요 비철금속(Nonferrous Metals)이란 철 이외의 모든 금속을 총칭하는 것으로 지구상에는 존재하는 금속원소는 지금까지 밝혀진 바에 의하면 반금속(Semimetal)을 포함하여 80여종에 이른다. 일반적으로 비철금속은 비중이나 용도에 따라 동, 아연, 니켈, 주석 등 중금속과 알루미늄, 마그네슘, 티타늄 등 경금속 그리고 금, 은, 백금 등 귀금속으로 구분되어 불리운다. 이밖에 산업상 분류에 따르면 저융점금속과 고융점금속, 비금속과 귀금속, 보통금속과 희유금속 등으로 나누어지며 내화금속, 고순도금속, 신금속 등으로도 분류하기도 한다. 비철금속은 경제적 중요도에 따라 동(Cu), 알루미늄(Al), 연(Pb), 아연(Zn) 등을 4대 비철금속이라고 하며 니켈(Ni)과 주석(Sn)을 포함하여 6대 비철금속이라고 칭한다. 비철금속은 일반적으로 열 및 전기전도도가 우수하고 용융점이 낮으며 고유의 성질에 따라 단독 또는 합금으로 만들어져 자동차, 기계, 조선, 전기전자 등 중화학공업 뿐만 아니라 전산업에 걸쳐 광범위하게 사용되고 있는 산업용 기초소재로써 선진국형 산업이라고 말할 수 있다. 즉, 선진국일수록 산업전체에 소비되는 비철금속의 양이 늘어나며 그에 따른 우주항공등 첨단산업에 이르기까지 하공정부분의 산업발전이 다양하게 발전, 전개되고 있다. 비철금속산업은 비철금속의 종류와 그에 따른 제품형태가 매우 다양하고 생산규모도 제품에 따라 대규모에서 소규모에 이르기까지 다양하다. 특히 응용합금분야에서는 다른 산업소재에 비해 월등히 그 수가 무궁무진하고 아직도 많은 소재개발 여지가 충분해 향후 발전을 기대할 수 있는 산업소재중 대표적인 하나라고 볼 수 있다. 일반적으로 비철금속산업의 특징은 다음과 같다. 첫째, 비철금속산업은 타산업과의 연관효과가 높은 기초소재산업으로 최근에는 항공우주, 고속수송기계, 반도체 등 첨단산업의 소재로 각광받고 있다. 둘째, 에너지 다소비산업으로 제조원가에 차지하는 에너지비용 비중이 약 3.7% 정도로 일반 제조업 평균치에 비해 약 두 배가량 높다. (전기동 1톤을 생산할 경우 539만㎉, 즉 중유 539ℓ가 필요하고, 건식제련법으로 아연괴 1톤을 생산할 경우 중유 1,247ℓ가 소요된다) 세째, 비철금속산업은 대규모 자본이 소요되는 장치산업으로 투자자본에 대한 회임기간이 길고 비교적 부가가치가 높지 않은 산업으로써 생산규모와 가동률이 제조원가에 미치는 영향이 매우 크다. 네째, 비철금속 원광중에는 귀금속등 유가금속이 다량 포함되어 있기 때문에 제련과정에서 고가의 부산물 회수가 가능한 산업이다. 다섯째, 비철금속광석은 대부분 황화물로 구성되어 있고 고온에서 처리되기 때문에 생산과정에서 중금속 및 공해가스 배출 가능성이 크며 따라서 이에 대한 대규모 공해방지 설비투자가 꼭 필요한 산업이다. 결국 자원과 에너지 다소비형 산업이며 공해산업 그리고 장치산업이라는 점에서 비철금속산업은 문제점을 안고 있으며 설비 및 기술개발에 대규모 자본이 동원되어야 한다는 측면에서 선진국과 개도국간의 기술력 차이가 심하게 나타나는 산업이다. 또한 원자재 측면에서 지역적으로 편중되어 있어 우리나라와 같은 경우 비철금속원자재를 거의 대부분 수입에 의존하고 있어 국제 시장환경에 따라 때때로 국내 제련 및 제조업체들이 가격이나 공급에 어려움을 겪고 있다. 1-2. 비철금속의 특성 (1) 특징 가) 다양성 비철금속은 그 종류가 다양하고 각각의 금속에 따라 제특징과 제특성치의 폭이 크다. 또한 한 가지 이상을 조합한 합금이 되면서 나타나는 특성도 매우 다양하여 이에 따른 연구개발이 지속적으로 진행되고 있다. 특히 아직까지 제특성이 제대로 파악되지 않은 지구상의 금속들도 다수 있어 학계나 관련산업계의 흥미를 끌고 있다. 나) 가격연동성 국제적인 가격구조를 갖고 있다고 볼 수 있는데 런던금속거래소(LME)나 뉴욕상품거래소(COMEX) 등 세계 각지에 산재해 있는 선물시장에서의 거래되는 공시가격에 따라 매일매일 연동되어 변화하기 때문에 그 가격에 연동되어 거래되고 있으며 일부를 제외한 여타 산업소재에 비해 상대적으로 심한 가격변동에 따른 피해의 위험성이 상당히 높다. 따라서 심한 가격변동에 따른 위험을 최소화하기 위한 여러가지 방법들이 고안, 발전되어 적용되고 있고 동, 알루미늄, 아연 등 주요 비철금속들은 다양한 선물기법들이 동원되고 있다. 다) 희소성 알루미나이나 규소 등을 제외한 나머지 금속들은 지구상에 많이 존재하지 않는다. 즉, 종류가 다양한 만큼 존재량이 적으며 이에 따라 가격이 비싸지는 이유를 제공하며 일부 금속들은 제조비용이 너무 비싸 일반화되지 못한 점도 있다. 한편 비철금속의 지역적 편중 때문에 자원부국과 빈국의 차가 심하게 나타나고 있는 것도 한 특징이다. 라) 고가성 제특성과 희소성 그리고 생산비용 등 때문에 가격이 다른 소재에 비해 월등히 비싸다. 특히 귀금속이나 희유금속 등으로 분류되는 것은 사용량도 적지만 매우 고가이기 때문에 활발한 거래가 이루어지지 못하고 있다. 레늄의 경우 금제조비용의 수십배에 해당하는 제조비용이 소용되는 것으로 알려졌다. 마) 미려성 내식성이 좋고 고유의 금속광택을 갖고 있어 외관상 아름답기 때문에 다양한 용도로 사용되는데 직접 또는 합금화 시켜 각종 형상으로 만들어 사용된다. 바 ) 금속학적 특성 고체상태에서 결정구조를 가지며 단독 또는 화합물 형태로 존재한다. 전기 및 열을 쉽게 전달하는 양도체이며 우수한 연성과 전성 그리고 금속고유의 광택을 갖고 있다. 온도에 따라 상변태가 이루어지고 있으며 대부분의 비철금속들은 그 최외곽 전자, 소위 외부에너지 준위에 1~3개 정도의 비교적 소수의 전자를 갖고 있다(단 주석과 연은 4개. 안티몬과 비스무트는 5개, 폴로늄은 6개의 전자를 갖고 있다). (2) 비철금속의 종류 비철금속은 지구상에 존재하는 원소의 대부분을 차지하고 있으며 용융점이 -38.4℃(수은)에서 최고 3,410℃(텅스텐)까지 다양하다. 일반적으로 밀도 5이하의 원소를 경금속이라고 하고 그 이상을 중금속이라고 부르는데 철의 비중 7.87을 기준으로 나누는 경우도 있다. 경금속에 해당하는 대표적인 금속으로는 리튬, 나트륨, 칼슘, 마그네슘, 베릴륨, 세슘, 실리콘, 알루미늄, 티타늄 등이 있으며 중금속으로는 동, 비스무트, 은, 연, 팔라듐, 수은, 탄탈륨, 우라늄, 금, 카드뮴, 텅스텐, 코발트, 니켈, 오스뮴 등이 있다. 철 이외에 지구상에 존재하는 비철금속의 양을 살펴보면 실리콘 가장 많이 존재하며(전체 원소로 볼 때에도 산소 다음으로 두번째로 많음) 그 뒤를 알루미늄이 차지하고 있는데 주요 비철금속 존재량을 많은 순으로 살펴보면 실리콘, 알루미늄, 칼슘, 나트륨, 칼륨, 마그네슘, 티타늄, 망간, 인, 바륨, 유황, 스트론튬, 지르코늄, 루비듐, 바나듐, 크롬, 아연, 세륨, 니켈, 란탄, 동, 네오디뮴, 리튬, 이트륨, 니오븀, 코발트 등 순이며 레늄이 지구상에 가장 적게 존재하는 것으로 알려졌다. 다. 비철금속의 용도 비철금속의 용도는 산업이 고도화 첨예화 됨에 따라 그 사용용도가 확대되고 있는 추세이며 새로운 기술 및 새로운 제품개발로 인류생활에 편리함으로 추구하는 방향에서 적용되고 있다. 그러나 산업의 기초소재로써 그 용도가 일부을 제외하고는 부원료 및 미량으로 사용되고 있어 아직까지 개발의 여지가 충분한 소재이다. 대표적인 비철금속의 사용용도는 다음과 같다. 1) 동 전기전자 : 전선, 동선, 공업용 동관, 리드프레임, 각종 전자기기제품, 인쇄회로기판 합금 : 각종 기계부품재료(청동 및 특수합금), 열교환기, 동튜브재료 군수품  건축자재 : 음용수용 동관 기타 : 동상재료, 화폐소전 2) 알루미늄 수송용기 : 항공기 기체, 수송용 경량화 제품, 차체 저장용기 및 포장재 : 탱크, 컨테이너, 각종 캔, 알루미늄박 건축자재 : 내외장재, 건축새시, 경량골재, 방음벽 전기통신 : 전선 및 통신기기 부품 내구재 : 냉장고, 세탁기, 에어콘 기타 : 기계부품 3) 연 축전지 : 자동차 및 산업용 축전지 연관 : 건물 및 공장건설 배관용 피복전선 : 통신장비용 군수품  핵물질포장재 : 폐핵물질포장, 핵물질포장, 핵물질차단벽 기타 : 땜납, 활자주조재료, 고급유리약재료, 석유정제첨가제 4) 아연 도금 : 아연도강판, 강관 피복재 : 수중건조물, 철탑가선 및 일반구조물의 부식방지재료 주물용합금 : 일반기계부품의 다이캐스트 재료 기타 : 도료, 염색, 착색제원료, 농약, 방부제원료, 장식품 5) 니켈 도금 : 각종 기계부품도금 합금 : 스테인리스강 및 특수강 재료, 특수합금재료 전기전자 : 전열기기재료 기타 : 화학공업 촉매제, 내식내열재료, 건전지 재료 6) 주석 전기전자 : 땜납 합금 : 각종 기계부품 및 동상재료(청동) 용기 : 퓨터, 각종 장식물 도금 : 석도강판 기타 : 화학약품, 염료착색제, 유리가공재료 7) 티타늄 화학공업플랜트, 의료기기, 담수화설비, 우주항공재료, 통신기계, 광학기기 8) 마그네슘 항공기 구조재, 자동차경량화 부품, 탈산제 9) 텅스텐 초경합금, 전기접점(필라멘트) , 용접봉 재료, 열선, 내진전구 10) 망간 제철용 재료(탈황제), 각종 합금강 소재, 축전지, 합금소재, 용접봉, 사진현상액, 고무산업, 의약품제조, 정유산업, 비료 및 사료용 , 금속분말, 방향제, 금속코팅제, 전자회로기판, 탈아황산제, 밀폐제 11) 몰리브덴 철강제조용 재료, 반도체 전극재, 전자관, 자동차부품, 필라멘트 지지체, 전기로 가열체, 일반 기계용 소재, 우주항공용 소재, 각종 터어빈, 특수로 12) 코발트 영구자석, 고속도강, 내식내열강, 초경합금, 촉매제, 도금, 유리부착합금, 다이아몬드공구, 유약, 탈색제, 배합사료, 도료용 소재 13) 니오븀 고온재료(노즐, 우주선, 원자력발전), 축매제, 초경합금, 내열공구강, 화학공업용, 초전도체, 입자가속기, 필터 14) 바나듐 합금공구강, 자성재료, 제트엔진, 자동차, 초전도체, 전자재료, 촉매제, 안료 15) 실리콘 제강용 탈산제, 특수강 첨가제, 합금용 연마제, 반도체, 트랜지스터, 정류기, 태양전지, 시험기기용 소재 1-3. 비철금속의 시험방법 (1) 인장시험(Tensile Test) 재료의 강도를 측정하는 시험방법으로 시험편을 가공 후 시편의 양쪽 끝부분을 천천히 잡아당겨 인장에 의한 변형이 어느 정도 발생되고 결국 그 힘에 견디지 못해 파단이 발생될 때까지 시험을 진행한다. 가) 인장강도(Tensile Strength, TS) 인장강도는 항자력이라고 불리우며 시험편의 처음 단면적(Ao)으로 시편의 파단직전의 최고 힘이 나오는 시점의 힘(F, 최고 응력점)을 나누어서 구해진다. 인장강도 = F/Ao(㎏/㎟) 나) 항복강도(Yeild Strength, YS) 재료에 힘을 가한 후 풀어줄 때 원래상태로 복구가능한 최고의 탄성변형 한도까지의 힘(F)을 시편의 처음 단면적(Ao)으로 나눈 값이다. 항복강도 = F/Ao(㎏/㎟) 다) 단면수축률(Reduction of Area, RA) 인장시험시 파단된 시편의 단면적(A₁)과 시험전의 단면적(Ao)의 차를 처음의 단면적으로 나누어서 구한다. 단면수축률 = (A₁-Ao)/Ao×100(%) 라) 연신율(Elongation, EL) 단면수축률과 함께 재료의 연성과 가공성을 평가하는 시험방법으로 인장강도중 파단시의 시편길이(L₁)를 시험전의 시편길이(Lo)와의 차이를 처름 시험편 길이로 나눈 값이다. 연신률 = (L₁-Lo)/ Lo×100(%) (2) 경도시험(Hardness Test) 인장시험과 비슷한 방법으로 재료의 강도를 측정하는 시험으로 단위는 없이 정수값으로 나타낸다. 경도시험은 시편을 강구 또는 추를 가지고 눌러줌으로써 발생하는 홈의 크기를 측정하여 경도를 측정하는 방법이 가장 일반적이다. 가) 브리넬경도(Brinell Hardness, Hbs 또는 Hbw) 강구 또는 초경합금구의 누르개를 사용하여 시험편에 구형의 오목부를 만들었을 때 시험하중과 오목부의 지름에서 구한 오목부의 표면적으로부터 구하는데 압입에 요하는 힘(F)을 오목부의 단면적(S)으로 나눈 값이다. 브리넬경도는 강구누르개를 사용한 경우 Hbs로 표시하고 초경합금구를 사용한 경우에는 Hbw로 표시한다. 브리넬경도 = 0.102F/S = 0.102 × (2F/πD(D-√D²-d²)) F : 시험하중 D : 누르개의 지름(㎜) S : 오목부의 표면적(㎟) d : 오목부의 지름(㎜) 나) 비커스경도(Vickers Hardness, Hv) 대면각이 136°인 다이아몬드 4각추 누르개를 사용하여 시편을 압입시켰을 때 시편에 생기는 오목부의 단면적으로 압입에 필요한 하중을 나눈 값이다. 원칙적으로 하중은 9.807~490.3N(1~50㎏f)를 적용한다. 비커스경도 = 0.102F/S = 0.18909F/d² = 0.102×(2Fsinθ/2)/d² F : 시험하중 θ : 다이아몬드 누르개의 대면각(136°) S : 오목부의 표면적(㎟) d : 오목부의 대각선 평균길이(㎜) 다) 로크웰경도(Rockwell Hardness) 강구 또는 다이아몬드 원추를 이용하여 시편을 압입하였을 때 시편에 생기는 압흔의 깊이로 경도를 측정하는 방법이다. 또한 기준하중이 98.07N일 경우 로크웰경도라고 하며 기준하중이 29.42N일 경우 로크웰 슈퍼피셜경도라고 한다. 압입시키는 재료와 하중에 따라 A, B, C, D, E, F, G, H, K N, T스케일 등으로 구분되며 HrA, HrB, HrC 등으로 표시한다. 로크웰경도 = 100-0.5h(A, D, C스케일일 경우) = 130-0.5h(F, B, G, H, E, K스케일일 경우) ․ 로크웰 슈퍼피셜경도 = 100-h h : 누르개 침입갚이의 차 (3) 충격시험(Impact Test) 금속이 변형을 일으키지 않고 파괴되는 성질을 취성이라고 하는 반면 연성은 소성변형을 나타내는 성질이다. 또한 인성은 소성변형 후 재료가 파괴될 때까지 흡수되는 에너지로 정의되어 진다. 충격시험은 이러한 인성을 나타내는 시험으로 샤르피 충격시험과 아이죠드 충격시험이 있다. 가) 샤르피 충격시험(Charpy Impact Test) 샤르피 충격시험기를 사용하여 시편을 40㎜ 떨어져 있는 두 개의 지지대로 지지하고 또한 노치부를 지지대 중앙에 놓고 노치부의 뒷면을 해머로 1회만 충격을 주어 시험편을 파단함으로써 나타나는 흡수에너지, 충격치, 파면율, 천이온도를 측정하는 방법이다. 샤르피 흡수에너지 : 샤르피 충격시험기를 사용하여 시험편을 파단하는데 소요된 에너지(㎏f․m 또는 J) 샤르피충격치 : 샤르피흡수에너지를 노치부의 처음 단면적으로 나눈 값(㎏f․m/㎠ 또는 J/㎠) 취성파면율 : 시편 파단면의 전면적에 대한 취성파단면의 면적의 백분율 연성파면율 : 시편 파단면의 전면적에 대한 연성파단면의 면적의 백분율 천이온도 : 시편을 여러가지 온도로 시험하였을 때 흡수에너지가 급격하게 저하(또는 상승)하거나 파면의 겉모양이 연성에서 취성으로(또는 취성에서 연성으로) 변화하는 등의 현상에 대응하는 온도 나) 아이죠드 충격시험(Izod Impact Test) 아이죠드 충격시험기를 사용하여 시편의 한 끝을 노치부에 고정하고 다른 끝을 노치부에서 22㎜ 떨어져 있는 위치에서 노치부와 같은 쪽의 면을 해머로 1회만 충격을 주어 시편을 파단하고 아이죠드충격치를 측정하는 시험이다. 아이죠드 충격치 : 아이죠드 충격시험기를 사용하여 시편을 파단하는데 소요된 에너지(㎏f․m 또는 J) (4) 굽힘시험(Bend Test) 시편을 안쪽 반지름으로 굽힌 각도가 규정의 수치로 될 때까지 구부릴 때 굴곡면의 바깥 쪽에 터짐과 기타 결함의 유무를 조사하는 시험방법이다. 가) 눌러 굽히는 방법 시편을 2개의 받침에 얹고 그 중앙부에 누름쇠를 대고 서서히 하중을 가하여 규정의 모양으로 굽히는 방법이다. 나) 감아 굽히는 방법 시편이 규정의 모양이 되도록 서서히 하중을 가하여 시편을 축 또는 다이에 감아 굽히는 방법이다. 다) V블록법 시편을 V블록 위에 놓고 그 중앙에 누름쇠를 대고 서서히 하중을 가하여 규정된 모양으로 구부리는 방법이다. (5) 결정입도시험(Estmating the Average Grain Size Test) 이 시험은 주로 동 및 동합금 전신재가 α 단일상으로 되어 있다고 볼 경우 시행하는 어닐링재의 결정입도 측정방법이다. 쌍정대를 함유하는 결정은 단일 결정과 같이 하나의 결정입자로 보며 α상 이외에 β상, 납입자, 금속간화합물 등이 약간 함유되어 있을 때에는 이 결정입도는 α상에만 표시한다. 결정입도의 계산치 또는 관측치는 0.01㎜ 이하인 경우 0.001㎜의 정수배에 가까운 값으로, 0.01~0.06㎜인 경우 0.005㎜의 정수배에 가장 가까운 값으로, 0.06㎜ 이상인 경우 0.01㎜의 정수배에 가장 가까운 값으로 표시한다. 가) 비교법 가장 일반적으로 사용되는 방법으로 표준사진의 결정입도 범위내에 있는 결정입도를 지닌 완전 어닐링재에 주로 적용하며 약간의 냉간가공을 한 것에 대해서도 사용할 수 있다. 시편의 현미경 영상 또는 사진을 75배 배율로 나타낸 표준사진과 비교하여 실제의 결정입도로 환산한다. 나) 절단법 겉보기상으로 같은 축이 아닌 결정입자로서 된 재료에 사용한 방법으로 현미경의 영상 또는 사진상으로 이미 알고 있는 길이의 선분에 의하여 완전하게 절단되는 결정입자수를 세어 그 절단길이(㎜)의 평균치로 표시한다. 필요에 따라 가공방향에 평행, 수직한 3축 방향으로 측정하며 절단법으로 측정한 수치는 구적법에 의한 값보다 작을 경우도 있다. 다) 구적법 비교법이나 절단법의 측정결과에 이의가 있을 경우 사용되는 방법으로 이미 알고 있는 면적의 원 또는 직사각형을 사진 또는 핀트유리 위에 그리고 그 면적내에 완전하게 포함되는 결정입자의 수와 원 또는 직사각형 주변에서 절단되어 있는 결정입자의 반과의 합을 전 결정입자 수로 한다. (6) 와류탐상시험(Eddy Current Test) 이 시험은 이음매없는 동 및 동합금관과 동 및 동합금 용접관, 이음매없는 니켈동합금관의 표면 또는 내부의 균열, 흠. 기타 결함의 유무를 검출하기 위한 시험이다. 관두께 0.3~3.0㎜, 외경 4~50㎜ 이내의 관시험에 적용되며 사용주파수는 1~1,024kHz 범위내로 한다. 시험방법은 최종 열처리 전의 가공 그대로의 상태 또는 최종 열처리 후의 상태에서 시행하는데 대비시편을 시험속도로 코일속에 통과시켜 3개의 대비결함을 모두 검출하도록 시험장치의 감도를 조정한 후 대비결함의 신호와 동등 이상의 신호가 검출되지 않은 관은 합격으로 한다. (7) 대기부식시험(Atmospheric Corrosion Test) 이 시험은 알루미늄 및 알루미늄합금의 대기부식 정도를 측정하는 시험으로 대기중 노출을 통해 겉모양 변화, 무게변화, 공식, 표면거칠기 변화, 인장강도 및 신장률 변화 등을 측정하는 방법이다. 시편을 지면에서 700㎜ 이상 위치에서 남향 앙각 30~35°로 위치하여 데시케이트에 넣고 냉암소에 보관한다. 노출기간은 긴 편이 좋으며 최저 1년간으로 하고 부식의 경시변화를 조사할 경우에는 1개월, 3개월, 6개월, 1년, 3년, 5년, 10년, 15년, 20년간의 간격으로 측정한다. (8) 체적저항률 및 도전율 측정시험(Electrical Resistivity and Conductivity Measurement) 비철금속중 선을 제외한 판, 스트립, 관, 봉, 도체 등의 체적 저항률 및 도전율을 측정하는 방법이다. 체적 저항률과 도전율은 시편의 전기저항, 평균단면적 및 전기저항 측정단자 사이의 길이로부터 산출하는 평균단면적법 또는 시편의 전기저항, 무게, 비중, 시편의 길이 및 전기저항측정 단자사이의 길이로부터 측정하는 무게법이 있다. 체적 저항률 : 20℃에서 단위길이, 단위단면적을 가진 재료의 전기저항치 μΩ㎝로 표시한다. 도전율 : 20℃에서 단위길이, 단위단면적을 가진 재료의 전기 전도도와 표준연동의 전기전도도와의 비를 백분율로 표시한 것으로 도전율의 산출은 표준연동의 체적저항률을 재료의 체적저항률로 나누어 백분율로 나타낸 것이다. 표준연동 : 20℃에서 다음 각항에 표시된 전기저항, 밀도, 선팽창계수, 전기저항의 정질량 온도계수를 가진 것으로 한다. 전기저항 : 각부의 단면적이 균일하고 면적 1㎟, 길이 1m일 때 1/58Ω=0.017241Ω 밀도 : 1㎤에 대해서 8.89ｇ 선팽창계수 : 1℃에 대해서 0.000017 전기저항의 정질량 온도계수 : 1℃에 대해서 0.00393 (9) 방사선 투과시험(Radiographic Test) 알루미늄 및 알루미늄주물을 X선 또는 γ선의 투과시험에 의해 투과사진에 나타난 결함의 등급분류를 목적으로 하는 시험이다. 시험은 직접투과사진으로 하며 촬영된 투과사진에서 투과도계의 식별도는 2.0% 이하이어야 하며 니켈, 동, 아연, 주석 등을 포함하고 있는 것은 방사선 흡수가 알루미늄에 비해 크기 때문에 2.0%를 초과한 경우에는 흡수계수를 보정해도 좋다. 투과사진의 등급분류는 결합이 밀집되어 있는 부분의 50㎜×50㎜의 시험범위를 대상으로 기포, 기공, 개재물, 수축관, 균열 등에 대해 각각 1~4급으로 분류하여 표시한다. (10) 응력부식균열시험(Stress Corrosion Cracking Test) 이 시험은 알루미늄합금의 응력부식 균열 감수성을 측정하는 시험으로써 염화나트륨 시액중에 응력을 가한 시편을 침지시켜 응력부식균열 발생유무를 시험하는 것으로 시험방법에는 연속침지법과 교대침지법 두 가지가 있다. 가) 연속침지법 시편을 시험이 끝날 때까지 시험액중에 연속하여 침지하는 응력부식균열시험이다. 나) 교대침지법 시편을 시험액 및 시험분위기중에 교대로 유지하여 하는 응력부식균열시험이다. 　 2. 비철금속의 품목별 특성 비철금속은 대부분 내식성, 내구성, 인성, 전기 및 열전도도 등이 우수하며 가공성이 특히 뛰어나다. 철이나 다른 소재보다 더 높은 기계적 특성을 가진 금속도 있으며 또한 다른 금속을 첨가하여 원래의 성질과는 전혀 다른 여러 가지 우수한 기계적 특성을 가진 새로운 금속도 만들 수 있다. 주요 비철금속들의 각 특성을 간략히 소개하면 다음과 같다. 2-1. 가돌리늄 (gadolinium) 원소기호 Gd, 주기표의 제Ⅲa족, 원자번호 64, 원자량 157.25, 결정구조 조밀육방정, 용융점 1,312℃, 비등점 2,730℃, 밀도 7.86㎎/㎥이다. 희토류금속의 하나로 상온에서 자성을 나타내는 유일한 희토류금속이다. 모나즈석과 가돌린석에 함유되어 소량 존재하며 희토류금속중에서 중성자 흡수단면적이 가장 크고 또한 저온에서 초전도성을 보인다. 가돌리늄의 화합물은 최근 각방면에서 사용되기 시작했는데 특수용으로는 열중성자를 흡수하는 단면적이 크다는 이유 때문에 원자로의 제어봉, 원자소화기 등에 사용된다. 2-2. 갈륨 (gallium) 원소기호 Ga 원자번호 31, 원자량 69.72, 비중 5.9, 용융점 29.93℃, 비등점 약 2,240℃, 주기율표상 Ⅲb족 금속이다. 알루미늄과 같이 기계적 성질이 연하며 용융점이 매우 낮은 희유금속으로, 화학적 성질도 알루미늄과 비슷하여 반도체 첨가제, 전기접점, 금속간화합물 등에 이용된다. 갈륨의 광물로써 알려진 것은 거의 없고, 습식 아연제련의 침전니 및 알루미나 제조의 폐액으로부터 부산물로써 소량 채취되고 있다. 2-3. 게르마늄 (germanium) 원소기호 Ge 비중 5.4, 용융점 937℃, 다이아몬드구조를 가졌다. 회백색의 희유금속으로 기계적 성질이 무르며 실리콘과 함께 반도체의 재료로써 사용되고 트랜지스터, 다이오드, 정류기 등에 이용된다. 광석 또는 스크랩으로부터 이산화 게르마늄을 만들어, 이를 암모니아 혹은 수소로 환원시키면 금속 게르마늄 다결정이 얻어진다. 트랜지스터, 다이오드에 이용하려면 이를 다시 대융(帶融) 정제하여 단결정으로 만든다. 게르마늄의 광물은 종류가 적어서 게르마나이트, 레니에라이트 정도밖에 없으며 주로 동, 연, 아연광석에 수반되어 산출되는데, 매장량은 북미, 아프리카, 유럽에 많다. 2-4. 금 (gold) 원소기호 Au, 원자번호 79, 원자량 196.967, 비중 19.3, 용융점 1,063℃, 비등점 2,808℃, 결정구조 면심입방정, 주기율표상 Ⅰb족의 금속원소이다. 귀금속의 일종으로 황금색을 띄고 있어 신비로운 색조를 나타내고 있으며 모든 금속 가운데 연신율이 가장 좋다. 매우 무거우며 연하고 전연성이 풍부하며 내식성이 상당히 양호하다. 왕수 이외에는 질산, 염산에도 손상되는 일이 없다. 전기 및 열전도도는 은, 동에 이어서 세번째로 크다. 도자기, 치과용 소재, 만년필 펜촉, 미술 공예품, 장신구, 전기통신기기, 전자재료, 도금 등에 이용된다. 금의 광물로서는 자연금, 침상(바늘 모양)텔루륨광, 카라베라이트페트광 등이 있는데, 황철광, 황동광, 황자철광, 휘안광, 자류철광 등에 함유되어 산출되는 경우가 많다. 제련법은 아말감법(수은에 담가 아말감으로 만들고, 이를 증류하여 해면상의 금을 얻는다), 청화법(청화칼리등 시안화물로 용해, 추출한다) 등이 있으며 채취한 금은 전기 분해하여 전기금으로 만든다. 남아프리카공화국이 세계 최대의 산출국이다. 2-5. 나트륨 (sodium) 원소기호 Na, 원자번호 11, 원자량 22.98977, 비중 0.97, 용융점 97.9℃, 비등점 877.5℃의 은백색의 부드러운 금속으로 바다물속에 염화물로서 다량 함유되어 있다. 리튬, 칼륨 다음으로 가벼우며 화학적으로 매우 활성적이기 때문에 물과 반응하여 수소를 발생해서 가성소다가 된다. 나트륨은 독일명으로, 영어명은 소듐이라고 한다. 황산소다광, 천연소다광, 암염, 칠레초석(질산염), 붕사(붕산염) 등에 포함되어 산출되며 일반적으로 가성소다 또는 식염을 용융전해해서 만든다. 환원제, 합금첨가제, 용제, 청화소다, 발화약, 원자로용 냉각재 등에 사용된다. 2-6. 네오디뮴 (neodymium) 원소기호 Nd, 원자번호 60, 원자량 144.24, 비중 7.0, 용융점 1,024℃, 비등점 3,027℃, 결정구조 육방구조, 주기율표상 Ⅲa족에 속하는 금속으로 상당히 활성이기 때문에 기름속이나 불활성 분위기속에서 보존한다. 네오듐은 독일명이며 영국명은 네오디뮴이다. 희토류금속의 하나로 모나즈석, 바스토네사이트, 가드린석 등에 함유되어 희토류중 세륨, 이트륨 다음으로 많이 산출된다. 발화합금, 광학유리, 철강용 첨가제 등에 이용된다. 2-7. 넵투늄 (neptunium) 원소기호 Np, 원자번호 93, 원자량 237.0482의 초우라늄원소로 질량수 237 이외에도 228에서 248 사이에 20종류의 방사성 핵종이 있는 것으로 알려졌다. 우라늄광속에 미량 존재한다. 2-8. 노벨륨 (nobelium) 원소기호 No, 원자번호 102의 초우라늄원소이다. 질량수 250~259사이에 10종류의 방사선 핵종이 존재하고 있으며 모두 반감기가 짧고 α 붕괴 또는 자발적인 분열을 행한다. 2-9. 니오븀 (niobium) 원소기호 Nb, 원자번호 41, 원자량 92.9064, 비중 8.57, 용융점 2,470℃, 결정구조 체심입방정, 주기율표상 Ⅴa족에 속하는 은백색의 금속으로써 고순도재는 연성이 커서 극저온에서 인성을 잃지 않는다. 니오브는 독일명이고 영어명은 니오븀이며 미국에서는 콜롬븀이라고도 한다. 이 금속은 항상 탄탈륨과 공존하기 때문에 그리이스신화에 나오는 신 탄탈루스의 딸 니오베의 이름을 따서 니오븀이라고 명명했다. 회백색의 탄탈륨과 비슷한 금속으로 천연에서 항상 탄탈륨과 공존하고 있으며 탄탈라이트 또는 콜럼바이트로부터 가수분해시켜 유기용매 등에 의해 탄탈륨과 니오븀을 분리추출한다. 내열성, 내식성이 양호하고 가공성이 뛰어나며 강과 같은 정도의 열전도도를 갖고 있다. 또한 합금에 첨가하면 그 특성을 높이는 성질이 있다. 특히 스테인리스강속에 미량첨가는 입계부식방지에 유효하다. 전해콘덴서, 화학장치재료, 원자연료 피복재, 합금첨가제 등에 사용된다. 2-10. 니켈 (nickel) 원소기호 Ni, 원자번호 28, 원자량 58.69, 비중 8.9, 용융점 1,455℃, 비등점 2,730℃, 결정구조 면심입방정, 주기율표상 Ⅷ족에 속하는 은백색의 강자성 금속으로 공기중 상온에서는 녹슬지 않으며 가열하면 산화니켈이 된다. 질산 및 희황산에는 녹지 않으며 알칼리에도 침해 당하지 않는다. 이 특성을 이용해 스테인리스나 기타 특수강에의 첨가제, 각종 비철금속과의 합금, 전기통신기기, 도금, 촉매, 화폐 등 다방면에 이용한다. 순수한 니켈은 주조성, 가공성, 내식성이 뛰어나 판, 관, 봉, 선, 분말형태로 다방면에 사용된다. 순니켈을 분류하면 스테인리스강 29%, 고니켈합금 16%, 도금용 15%, 니켈강용 15%, 철강주물 12%, 큐프로니켈등 동니켈합금 4%, 니켈철합금등 기타 9%로 되어 있다. 제조법은 니켈, 페로니켈 등 목적에 따라 다르다. 2-11. 동 (copper) 원소기호 Cu, 원자번호 29, 원자량 63.546, 비중 8.96, 용융점 1,084.5℃, 비등점 2,580℃, 결정구조 면심입방체, 주기율표상 Ⅰb족인 적색을 띤 금속으로 연하고 인성이 풍부하다. 전성, 연성이 우수하며 주조성, 가공성이 뛰어나며 열, 전기전도율이 높다(전도율은 금속중에서 은 다음이다). 또한 아연, 금, 연 등과 같이 비자성이고 내식성이 양호하며 융합성이 풍부하여 합금을 만들기 쉬운 특성 때문에 순수한 동 뿐만 아니라 합금동인 황동이나 청동으로써 선, 판, 스트립, 관, 봉형태로 만들어져 사용되고 있다. 또한 우수한 전기 및 열전도도 때문에 전기공업 관계에 가장 널리 이용되며, 황동, 청동, 단동, 인청동, 양백, 백동 등 합금등 합금의 종류는 매우 다양하다. 이외에, 황산동, 염화동, 산화동 등의 화합물로서도 농약, 의약, 안료 등에 이용된다. 대표적인 동의 광석으로는 황화광과 산화광이 있으며, 산화광은 통상의 방법으로는 선광이 곤란하기 때문에 다른 처리방식에 의하고 있다. 황화광은 채굴조광을 주로 해서 부유선광에 의해 정광으로 만들고, 용광로, 반사로, 자용로 등에서 용련해서 매트와 슬래그로 분리, 매트를 전로에서 환원시켜 조동을 얻고, 이를 전기분해해서 전기동으로 만들고 있다. 산화광은 황산으로 침출시켜 이 용액을 전해하거나 세그리게이션법, 기타 방법에 의해 가루상의 금속동을 얻고 있고 이밖에 여러 종류의 다른 제법이 있다. 세계 생산량은 철, 알루미늄에 이어 세번째로 많으며 주요 생산국으로는 미국, 칠레, 잠비아, 일본, 카자흐스탄, 중국, 벨기에, 독일, 호주, 캐나다, 페루, 러시아 등이 있다. 2-12. 디스프로슘 (dysprosium) 원소기호 Dy, 원자번호 66, 비중 8.54, 용융점 1,407℃, 비등점 2,600℃, 주기율표상 Ⅲa족에 속하는 희토류 금속이다. 가드린석 등에 함유되어 소량 존재하며 저온에서 초전도성을 보인다. 2-13. 라듐 (radium) 원소기호 Ra, 원자번호 88, 원자량 226.0254, 비중 5.0, 용융점 약 700℃, 비등점 약 1,140℃, 결정구조 체심입방체의 방사성 금속원소로 백색의 알칼리토금속중 하나이다. 실온에서는 표면이 흑화되며 물, 산에 녹아서 수소를 발생한다. 알칼리토금속중에서 화학적으로 가장 활성적이며 역청우라늄광중에 미량 존재한다. 2-14. 란탄 (lanthanum) 원소기호 La, 원자번호 57, 비중 6.17, 용융점 920℃, 비등점 3,470℃, 결정구조 육방정체, 주기율표상 Ⅲa족에 속하는 은백색의 희토류금속이다. 세륨과 함께 가장 대표적인 희토류금속이며 활성이기 때문에 기름속이나 불활성 분위기속에서 보존한다. 발화성을 이용해 발화합금, 형광등 점등 등에 사용되는 것 외에 저온에서의 초전도성을 이용해 전자공업용에 사용되고 산화물은 광학렌즈에 이용되며 수소저장합금으로도 주목받고 있다. 2-15. 레늄 (rhenium) 원소기호 R, 원자번호 75, 원자량 186.207, 비중 21.3, 용융점 약 3,170℃, 비등점 약 5,760℃, 결정구조 조밀육방정, 주기율표상 Ⅶa족에 속하는 은백색의 희유금속으로 용융점이 매우 높고, 내열성, 내식성이 우수하다. 비철금속중 지구상에서 가장 적게 존재하는 것으로 알려진 금속으로써 공기중에는 안정되어 있지만 1,000℃ 이상에서는 산화된다. 염산에는 침해되지 않지만 황산, 질산에는 녹는다. 가공성이 나빠서 열간에서만 간신히 가능하다. 천연에는 철망간중석, 탄타라이트, 가드린석, 콜럼바이트, 비백금 등에 소량 함유되어 산출된다. 화학반응의 촉매, 필라멘트, 전기접점, 열전대, 만연필 펜촉 등에 사용된다. 2-16. 로듐 (rhodium) 원소기호 Rh, 원자번호 45, 비중 12.4, 용융점 1,960℃., 비등점 3,687℃, 결정구조 면심입방정, 주기율표상 Ⅷ족의 은백색으로 광택이 있는 귀금속으로 단단하고 전연성이 있다. 백금족 금속 가운데 전기 및 열전도도가 가장 높다. 공기속에서 안정되어 있지만 가열하면 산화되고 1,100℃ 이상에서는 이 산화물이 분해된다. 내산성이 매우 뛰어나 황산, 염산, 질산에도 녹지 않으며 염소와 반응한다. 냉간에서는 가공이 어렵지만 열간에서는 쉽게 가공할 수 있다. 오스뮴, 이리듐 등 다른 금속족에 수반되어 미량밖에 산출되지 않고, 귀금속중에서도 가장 가치가 높은 편이다. 열전대, 저항체, 전기접점, 고온계 , 장식품 반사경의 도금재 등에 사용된다. 주요 생산국으로는 남아프리카공화국, 러시아, 미국 등이다. 2-17. 로렌슘 (lawrencium) 원소기호 Lr, 원자번호 103, 질량수 257, 반감기 8초의 핵종으로 캘리포르늄를 가속한 붕소이온으로 조사(照射)해 만들어진다. 2-18. 루비듐 (rubidium) 원소기호 Rb, 원자번호 37, 원자량 85.4678, 비중 1.53, 용융점 39℃, 비등점 638℃의 은백색의 알칼리금속으로 매우 부드럽다. 산소에 대한 친화력이 매우 좋아 상온에서 자연발화하며 공기속에서는 보라빛 불꽃을 내면서 연소한다. 물에서는 격렬하게 반응하여 공기 또는 산소가 존재하면 폭발한다. 따라서 붕규산 유리의 앰블속이나 진공 또는 불활성가스 분위기에서 보존한다. 다른 알칼리금속에 수반되어 산출되는데, 산출량은 매우 적고, 용도도 광전관, 시약용 등의 좁은 분야에 한정되어 있다. 2-19. 루테늄 (ruthenium) 원소기호 Ru, 원자번호 44, 원자량 101.07, 비중 12.45, 용융점 약 2,310℃, 비등점 약 4,050℃, 결정구조 조밀육방정, 주기율표상 Ⅷ족의 백색의 광택이 나는 귀금속으로, 백금에 수반되어 산출된다. 백금족 가운데 가장 딱딱하며 열간에서도 매우 가공성이 나쁘다. 내산성이 매우 우수하며 왕수에서도 녹지 않으며 가격은 백금족중에서 가장 싸다. 전기접점등 전자부품, 금속의 경화제, 배기가스 촉매 등으로 사용된다. 2-20. 루테튬 (lutetium) 원소기호 Lu, 원자번호 71, 원자량 174.967, 용융점 1,663℃, 비등점 3,400℃, 비중 9.84인 희토류금속의 하나로 희토류중 토륨 다음으로 존재량이 적다. 2-21. 리튬 (lithium) 리듐이라고도 부른다. 원소기호 Li, 원자번호 3, 비중 0.534, 용융점 180.7℃, 비등점 1,342℃의 부드러운 은백색의 알칼리금속으로, 금속원소중에서 가장 가볍다. 화학적으로 매우 활성이고 습한 공기속에서는 심하게 산화한다. 리튬은 활성이 매우 크기 때문에 그 자체로는 구조용 금속재료로 사용할 수 없지만 알루미늄 또는 마그네슘과 합금시키면 대단히 가벼운 강력합금이 된다. 장석, 인반석, 리티아휘석, 리티아운모 등에 Li₂O로서 3～9% 정도 함유되어 있어, 이를 염화물로 하여 용융염 전해하면 금속리튬이 얻어진다. 리튬광의 최대의 산지는 로데시아로, 연간 5만톤 이상을 산출한다. 이밖에 우간다, 남아프리카공화국, 아르헨티나, 브라질, 수리남, 스페인 등에서 산출된다. 리튬은 다른금속에 첨가하면 합금 특성이 증가하기 때문에 연합금이나 알루미늄합금의 첨가제로서 이용된다. 또한 중성자흡수 단면적이 커서 원자로의 제어봉에 사용된다. 또한 시약, 탈산제, 탈가스제로서의 용도가 있다. 최근에는 리튬건전지의 양극재료, 촉매와 건조제 및 파인세라믹스로서 사용된다. 2-22. 마그네슘 (magnesium) 원소기호 Mg, 원자번호 12, 원자량 24.305, 비중 1.74, 용융점 651℃, 비등점 1,107℃, 결정구조 조밀육방체, 주기율표상 Ⅱ족의 은백색의 금속이다. 해수에 염화마그네슘으로서 다량으로 함유되어 있으며, 클라크수 1.93으로 금속원소중 실리콘, 알루미늄, 철, 칼륨, 나트륨, 칼슘 다음으로 존재량이 많다. 은백색의 광택이 있지만 습기찬 공기에 접하게 되면 산화막이 형성되어 색이 선명함을 잃는다. 본질적으로 활성이며 내식성은 좋지 않지만 금속가공성은 양호하다. 금속중 리튬, 나트륨, 칼륨 다음으로 가벼워서(알루미늄의 약 ⅔수준) 알루미늄 등과의 경합금으로써 항공기의 구조재, 자동차, 운반기의 부품에 널리 사용된다. 또한 환원성이 강해서, 티타늄, 지르코늄 등의 환원제, 니켈의 탈산제로써 사용된다. 이밖에 전기방식의 양극, 노쥴러 주철에의 첨가제 등에 용도가 있다. 금속마그네슘은 산화마그네슘의 열환원법, 혹은 염화마그네슘의 용융염 전해법에 의해 만들며, 원료는 전자의 경우 돌로마이트(백운석) 또는 마그네사이트(능고토광), 후자의 경우 주로 해수를 이용하고 있다(티타늄제련의 부산물로서 얻어지는 염화마그네슘에서 재생시키는 방법도 있다). 통상 얻어지는 순도는 99.9% 또는 99.8% 이상이다. 2-23. 망간 (manganese) 원소기호 Mn. 원자번호 25, 비중 7.43, 용융점 1,245℃, 주기율표상 Ⅶa족에 속하는 금속이다. 망간은 독일명이며 영어명은 망가니즈라고 한다. 회색광택이 있는 금속으로, 딱딱하고 잘 깨진다. 건조한 공기속에서는 안정되어 있지만 습기가 높은 경우는 쉽게 산화된다. 통상 비자성이지만 결정격자를 넓히는 처리를 통해 강자성을 나타내게 된다. 페로망간의 원료가 되며 망간과 알루미늄의 준안정적인 금속간화합물은 Mn-Al자석이 되며 특수강, 동, 알루미늄 등의 첨가제, 제강의 탈산, 탈황제 등에 사용된다. 망간 광물은 많지만, 대부분 산화강으로 테르밋법에 의해 환원되거나 전기로제련 또는 전해에 의해 순수한 금속망간을 얻을 수 있다. 2-24. 멘델레븀 (mendelevium) 원자기호 Md, 원자번호 101의 초우라늄원소이다. 질량수 247에서 259 사이에 13종의 핵종이 존재하며 그중 질량수 258이 55일의 반감기를 가지며 α 붕괴를 한다. 멘델레븀은 수용액속에서 +3가의 액티노이드 성질을 나타낸다. 2-25. 몰리브덴 (molybdenum) 원소기호 Mo, 원자번호 42, 원자량 95.94, 비중 10.22, 용융점 2,610℃, 비등점 3,700℃, 결정구조 체심입방체, 주기율표상 Ⅵa족에 속하는 은청색의 금속이다. 은백색의 광택이 있는 금속이며 상온에서는 단단하고 잘 깨지지만, 고온에서는 전연성을 가져 단조할 수가 있기 때문에 열간가공으로 선, 봉, 판 등을 만든다. 몰리브덴을 첨가한 특수강은 소입성이 좋고 강도, 인성, 내마모성이 뛰어나 기계부품 등으로 재료성능이 우수하다. 특수강의 첨가제, 제강의 탈산제 및 탈황제, 내열합금, 진공관, X선관 등에 이용된다. 주로 부유선광에 의해 휘수연광에서 고품위의 정광으로 만들어지며 원광의 품위는 보통 MoS₂가 1% 정도이다. 제조법은 정광을 배소해서 MoO₃로 만들고 암모니아를 추출해서 몰리브덴암모늄((NH₄)2MoO₄) 용액으로 만들어 산에 의해 몰리브덴산(H₂MoO₄)을 침강시키고 태워서 MoO₂로 만든다. 이를 수소로 환원시켜 금속몰리브덴을 얻는다. 2-26. 바나듐 (vanadium) 원소기호 V, 원자번호 23, 비중 6.1, 용융점 1,900℃, 비등점 3,000℃, 결정구조 체심입방정, 주기율표상 Ⅴa족에 속하는 회색의 광택이 있는 금속으로 단단하다. 염산에 대해 뛰어난 내식성을 갖고 있으며 가성소다용액에도 양호한 내식성을 가지고 있으나 질산에는 부식된다. 니켈, 코발트, 실리콘 등보다 용융점이 높아 내열성이 매우 우수하므로, 특수강(주로 공구강)에의 첨가제, 각종 비철금속과의 합금, 핵연료의 피복재, 항공기 및 미사일의 구조재 등에 이용된다. 금속바나듐은 원광석으로부터 오산화바나듐을 분리하고 염소를 화합시켜 염화바나듐으로 만들어 이것을 칼슘 또는 알루미늄과 함께 용제를 가해로 환원시켜서 얻는다. 원광으로는 바나딘운모, 카르노석, 바나딘석 등이 있다. 2-27. 백금 (platinum) 원소기호 Pt, 원자번호 78, 비중 21.45, 용융점 1,769.3℃, 비등점 3,827℃, 결정구조 면심입방체, 주기율표상 Ⅷ족의 은백색 광택이 나는 금속이다. 귀금속의 일종으로 백금족중 가장 많이 산출된다. 매우 무겁고 내식석 및 내산성이 우수하며 전연성이 풍부하고 가공성이 좋다. 도금방식용 전극, 이화학용기기, 전자기기, 배기가스 촉매, 점화플러그, 치과용 소재, 장식용 등에 널리 이용된다. 백금광물로서는 스페릴라이트, 쿠페라이트 등이 있으며, 이리도스민으로써 다른 백금족을 수반하여 사백금의 형태로 산출된다. 주요 생산국으로는 남아프리카공화국, 러시아, 북미 등이다. 2-28. 베릴륨 (beryllium) 원소기호 Be, 원자번호 4, 원자량 9.01218, 비중 1.85, 용융점 1,290℃., 비등점 2,770℃, 결정구조 조밀육방정, 주기율표상 Ⅱa족에 속하는 은백색의 매우 가벼운 금속이다. 상온에서는 무르지만 열을 가하면 전연성이 생기며 동, 알루미늄, 니켈 등에 첨가하면 합금특성이 증대되기 때문에 베릴륨동모합금(베릴륨 약 4%)으로써 전자․전기기기 부품, 용접전극, 안전공구, 플라스틱용 금형 등에 사용되고 베릴륨알루미늄모합금(베릴륨 약 5%)으로써 탈산제, 합금첨가제 등에 사용된다. 또한 금속 베릴륨은 중성자 흡수성 등 핵특성이 우수하기 때문에 원자로의 반사재, 감속재료로 사용되며 용융점이 높고 내열성이 양호하기 때문에 항공기의 구조재 등으로도 사용된다. 그러나 불순물의 영향을 받기 쉽다는 단점도 있다. 베릴륨의 광물로서 경제적으로 이용되고 있는 것은 녹주석 뿐이다. 이것을 배소시켜 산화베릴륨을 만들고 다시 염화베릴륨으로써 용융염 전해하거나, 불화베릴륨으로써 마그네슘환원을 시키면 금속베릴륨이 얻어진다. 2-29. 불소 (fluorine) 원소기호 F, 원자번호 9, 원자량 18.998, 할로겐족 원소의 하나로 천연에는 형석, 빙정석 등에 함유되어 산출된다. 2-30. 붕소 (boron) 원소기호 B, 원자번호 5, 원자량 10.811, 비중 2.3, 용융점 2,030℃, 비등점 2,550℃, 결정구조는 α 사방정계, α 정방정계, β 사방정계가 있으며 주기율표상 Ⅲb족의 반금속이다. 순수한 것은 판상 혹은 침상의 결정으로 보통 흑갈색의 무정형 고체이며 매우 딱딱하다. 성질은 실리콘과 비슷하며 공기속에서 변하지 않지만 약 300℃ 이상에서는 산화한다. 질소, 탄소, 실리콘 등과 반응하여 붕화물을 형성한다. 천연에 붕사, 방붕석, 회붕석, 조회붕석, 붕산석 등에 함유되어 산출된다. 결정의 미세화제로 사용되며 미량만 첨가해도 담금질성이 향상된다. 원자로의 차폐재 및 제어재, 로켓의 연료, 제강의 첨가제, 동의 탈산제, 반도체의 첨가제 등에 이용된다. 2-31. 비소 (arsenic) 원소기호 As, 원자번호 33, 원자량 74.91, 비중 5.75, 용융점 817℃, 주기율표상 Ⅴ족에 속하는 회색의 광택이 있는 부드러운 금속이다. 천연에 유리되어 존재하는 경우도 있지만 대개는 황화물로서 산출된다. 삼산화비소(As₂O₃)를 목탄과 함께 녹여서 얻을 수 있는데 다량으로 만들려면 황비철광(FeAsS)을 녹인다(FeAsS=FeS+As). 현재 공업적으로는 동제련공장의 배기연기중의 고체를 코트렐수진기로 모아서 조비(粗砒)를 만들어 이를 목탄으로 환원시키든가 승화시켜서 정련하는 경우가 많다. 회색, 황색 2종의 동소체로 전자는 보통의 비소로 얼마간의 금속광택을 지니며 육방정계이다. 경도 3~4인 금속에 속하는 열의 양도체로 용융점 817℃, 비중 5.73으로 이황화탄소에 녹지 않는다. 황색의 동소체는 비소의 증기를 냉각하면 생기며 투명하고 연처럼 딱딱하지 않은 소결정(등축정계, 구조는 아직 모름)이고 비중1.97, 전기에 유도되지 않는다. 이황화탄소에 녹으며 마늘냄새가 난다. 수증기와 함께 휘발되며 강한 환원성을 지닌다. 백인과 성질이 비슷하지만 불안정해서 약하게 달구든지 빛을 조사(照射)하면 회색으로 변하기 쉽다. 비소의 화학적 성질은 인과 유사하면서 그보다 훨씬 금속에 가까운 성질을 보인다. 공기중에서 400℃로 가열하면 청잭색의 불꽃을 내고 삼산화비소를 생성시킨다. 할로겐, 유황과는 직접 작용한다. 희황산 및 저온에서의 희질산에 의해서는 거의 변화하지 않고 염산과는 공기와의 공존하에서 작용해서 염화비소를 만든다. 농황산, 다소 진한 질산과 작용해서 아비산이 되며 농질산에 의해 비산이 된다. 알칼리와 용융하면 아비산염이 된다. 비소는 소총의 탄환제조시, 경도를 높이기 위해 연속에 소량을 섞는다. 삼산화비소, 비산연은 살충제로서 농약으로 이용되며 또한 비소의 유기화합물에는 살발산 등과 같은 치료약이 있다. 2-32. 비스무트 (bismuth) 창연, 비스무스 혹은 비스무드라고도 부른다. 원소기호 Bi, 원자번호 83, 원자량 208.9804, 비중 9.8, 용융점 271℃, 결정구조 α 비소형의 능면체구조, 주기율표상 Ⅴb족에 속하는 약간 붉은 색을 띤 은백색의 반금속으로 딱딱하고 깨지기 쉽다. 주석, 카드뮴, 연 등과 함께 저융점금속에 속하기 때문에 정밀한 주조가 가능하다. 비스무트의 광물로서는 휘창연광, 자연창광, 텔루륨창연광, 산화 창연광 등이 있는데, 비스무트만을 목적으로 채굴되는 예는 적고, 통상 연정련의 부산물로서 채취된다. 합금 첨가제로서의 용도가 많으며 고순도품은 텔루륨과 합금되어 전자냉동소자에 이용된다. 또한 망간과의 합금은 자성재료로 사용된다. 주요 생산국으로는 중국, 페루, 멕시코, 호주, 일본, 캐나다 등이다. 2-33. 사마륨 (samarium) 원소기호 Sm, 원자번호 62, 원자량 150.36, 비중 7.7, 용융점 1,072℃, 비등점 1,794℃, 주기율표상 Ⅲa족에 속하는 란타노이드라고 부르는 희토류금속중 하나이다. 중성자 흡수단면적이 희토류금속중에서 가드리늄 다음으로 크다. 동소변태는 734℃와 992℃에서 일어나는데 α상은 능면체격자, β상은 조밀육방격자, γ상은 체심입방격자이다. 금속사마륨은 희토광석인 모나사이트 등으로부터 분리정제해서 얻는다. 금속간화합물 형태로 영구자석에 사용되며 세라믹 콘덴서의 원료와 촉매 그리고 원자로의 주조재료나 차폐재료로 사용된다. 2-34. 세륨 (cerium) 원소기호 Ce, 원자번호 58, 원자량 140.12, 비중 6.9, 용융점 795℃, 비등점 3,468℃, 동소변태를 일으키며 주기율표상 Ⅲa족에 속하는 란타노이드라고 불리우는 희토류금속의 하나로 회색을 띄운다. 세륨은 희토류금속 가운데 매장량이 가장 많아서 희토광석인 모나사이트, 바스토네사이트, 염화희토에는 50% 이상이 함유되어 있다. 용융염전해와 환원에 의하여 분리정제되며 순금속은 전연성이 많고 공기중에서 격심하게 산화하며 산에 용해된다. 영구자석, 촉매, 발화합금(미슈메탈), 알루미늄합금 첨가제, 광학유리, 필터, 연마제 등에 이용된다. 2-35. 세슘 (cesium) 원소기호 Cs, 원자번호 55, 비중 1.9, 용융점 28.5℃, 비등점 670℃, 주기율표상 Ⅰ족에 속하는 알칼리금속의 일종으로 매우 가벼우며 연하다. 활성이 높으며 단독으로 사용되는 경우는 거의 없고, 화합물로써 광전관의 박막 등에 이용된다. 2-36. 셀레늄 (selenium) 원소기호 Se, 원자번호 34, 원자량 78.96, 비중 4.8, 용융점 217℃, 비등점 685℃, 결정구조 조밀육방정, 주기율표상 Ⅵb족에 속하는 유황족 원소중 하나이다. 셀렌은 독일명이고 영국명은 셀레늄이라고 한다. 동소체가 많은 금속원소로 빛을 비추면 전기 전도율이 증가하는 성질이 있다. 셀레늄광물로서는 셀레늄동광, 셀레늄연광, 셀레늄유황 등이 있는데, 산출량은 적고, 통상 동전해의 양극니로부터 부산물로서 채취되거나 또는 황산제조시에 연매(煙媒)로부터 회수된다. 정류기, 유리의 착색제, 광전지, 강에의 첨가제 등에 이용된다. 주요 생산국으로는 일본, 칠레, 캐나다, 미국, 벨기에, 잠비아, 페루 등이다. 2-37. 수은 (mercury, quicksilver) 원소기호 Hg, 원자번호 80, 원자량 200.59, 비중은 액체에서 13.546, 고체에서 14.2, 용융점 -38.36℃, 비등점 357℃, 결정구조는 -39℃ 이하의 상압하에서 능면체, 주기율표상 Ⅱb족에 속하는 은백색의 액체금속이다. 상온에서 유일한 액상금속으로 상온에서 거의 산화되지 않으며 철, 백금, 니켈, 코발트, 망간 이외의 거의 모든 저융점금속과 아말감(수은합금)을 만드는 성질이 있다. 자연적으로 유리되어 산출되는 경우는 적고 대부분 황화물로서 존재한다. 전기장치, 온도계, 의약, 선저(배바닥) 도료, 가성소다전해, 은주 등에 이용된다. 금속수은은 진사(辰砂)를 레토르트로, 직립로 또는 회전로에서 가열해서 만든다. 주요 생산국은 스페인과 이탈리아로, 두 국가의 생산량이 세계 총생산의 반 이상을 차지한다. 이밖의 주요 생산국으로는 터키, 미국, 러시아, 멕시코 등이다. 2-38. 스칸듐 (scandium) 원소기호 Sc, 원자번호 21, 원자량 44.95591, 결정구조 조밀육방정의 α상과 면심입방정의 β상을 가진 희토류금속의 하나로 엷은 회백색을 띄었다. 가드린석, 월프라마이트 등에 함유되어 소량이 산출된다. 2-39. 스트론튬 (strontium) 원소기호 Sr, 원자번호 38, 비중 2.6, 용융점 768℃, 비등점 1,384℃, 은백색의 부드러운 알칼리토금속의 일종이다. 단독으로 사용되는 경우는 거의 없고, 화합물 또는 합금 등으로 만들어 폭죽, 요업, 금속의 탈산제, 용제, 정화제로 이용된다. 스트론튬의 광물로서는 천청석, 스트론티안석 등이 있으며, 영국, 파키스탄, 멕시코, 이탈리아, 아르헨티나 등에서 산출된다. 2-40. 실리콘 (silicon, silicium) 규소라고 하며 원소기호 Si, 비중 2.42, 용융점 1,410℃, 원자량 28.09, 원자번호 14의 주기율표상 제 Ⅳ족에 속하는 금속이다. 암회색의 결정으로 원광석은 규산염광물의 형태로 대부분의 암석에 수반되어 산출되며, 지각중 산소 다음으로 존재량이 많다. 가장 중요한 원광석은 규사로, 이를 코크스와 함께 전기로에서 환원시키면 금속실리콘이 얻어진다. 용도는 광범위하여, 제강의 탈산제, 특수강의 첨가제, 동, 청동, 알루미늄, 마그네슘 등의 합금용, 연마제 등에 이용된다. 또 반도체의 고순도 실리콘은 트랜지스터, 다이오드, 전력용 정류기, 태양전지 등에 사용된다. 반도체로 사용되는 실리콘은 갈색의 분말로 비중이 2.35(무정형), 2.33(결정), 경도 7, 용융점 1,420℃, 비등점 2,335℃로 극초단파용 관석검파기에 사용된다. 2-41. 아메리슘 (americium) 원소기호 Am, 원자번호 95, 질량수 243의 초우라늄원소중 하나로 질량수 241의 동위원소가 있다. 연기탐지기 등의 선으로 사용된다. 2-42. 아연 (zinc) 원소기호 Zn, 원자번호 30, 원자량 65.38, 비중 7.133, 용융점 419.5℃, 비등점 906℃, 결정구조 조밀육방정, 주기율표상 Ⅱb족에 속하는 청백색의 결정금속이다. 상온에서는 무르나 100~150℃ 부근에서 전연성을 발휘한다. 공기중에서는 거의 녹슬지 않으며 산화된 산화아연은 백색을 띄게 된다. 아연철판, 기타 도금, 동과의 합금, 아연판, 다이캐스트, 아연화, 아연말 등에 널리 이용된다. 지구상에는 아연화합물이 널리 분포되어 있으며 황아연광이나 능아연광에서 주로 산출된다. 아연의 제련법에는 여러 종류가 있다. 아연정광을 배소시켜, 황산에서 침출, 황산아연으로 만들고, 이 용액을 전해시키면 순수한 금속아연이 얻어진다. 이를 전기로에서 용해, 후판상으로 캐스팅한 것이 전기아연이다. 이것이 습식아연인데, 증류아연을 제조하는 증류법(건식법), 연 및 아연을 동시에 제련하는 ISP법 등이 있다. 세계 주요 생산국으로는 중국, 호주, 캐나다, 프랑스, 일본, 스페인, 미국, 멕시코 ,독일, 벨기에 등이다. 2-43. 아인스타이늄 (einsteinium) 원소기호 Es,원자번호 99, 질량수 252(반감기 250일)의 초우라늄원소중 하나로 질량수 252 이외에 10종류의 동위원소를 갖고 있다. 2-44. 안티몬 (antimony) 안티모니라고도 부른다. 원소 기호 Sb, 원자번호 51, 원자량 121.76, 비중 6.62, 용융점 630.5℃, 비등점 1,380℃, 결정구조 능면체, 주기율표상 Ⅴb족에 속하는 청색을 띤 은백색의 금속으로 매우 무르다. 실온에서 안정적이고 산화되지 않지만 고온에서는 3가 및 5가 산화물을 만든다. 다른 금속에 첨가하면 그 금속을 딱딱하게 하는 특성이 있어, 경연, 활자합금, 화이트메탈, 주물합금 등에 널리 이용된다. 이밖에 고순도인 것은 반도체재료가 된다. 또 황화안티몬은 폭죽, 성냥, 산화안티몬은 안료로 사용된다. 안티몬합금은 용융점이 낮고 아름답기 때문에 미술주물용으로 사용되고 공업용으로는 베어링합금중 안티몬-연(Sb-Pb)합금이 있다. 금속안티몬은 주로 건식제련에 의해 만든다. 현재 실용화되어 있는 건식제련에는 광석을 산화배소시켜 산화안티몬을 만들고, 이를 환원시키거나 광석을 용리(溶離)시켜 조(粗)황화안티몬을 만들고, 이를 고철과 함께 용융, 침전시켜 채취한다. 2-45. 알루미늄 (aluminium) 원소기호 Al, 원자번호 13, 원자량 26.98, 비중 2.698, 용융점 660℃, 비등점 2,060℃, 결정구조 면심입장체, 주기율표상 Ⅲ족의 은백색의 경금속이다. 지표면에 산소, 실리콘 다음으로 가장 많이 존재하며 금속원소로는 제 1위이다. 가볍고 미려하며 전연성에 풍부하고 내식성이 뛰어나다. 열전도도, 전기전도도가 높아 빛과 열을 잘 반사하고 무자성, 무취, 무독 등 인체에 무해하며 위생적이고 내식성이 매우 우수한 금속이다. 현재 이용되고 있는 일반적인 알루미늄의 제법은, 바이어법과 홀 해롤트법을 조합한 것으로, 보크사이트에서 알루미나를 만들기까지의 공정과, 알루미나를 전해해서 알루미늄을 얻기까지의 공정으로 나뉘어진다. 알루미나는 보크사이트에 가성소다를 혼합, 가열용융하여 알루민산소다로 만들고, 가수분해해서 수산화알루미늄을 석출, 이를 고온소성시켜서 만든다. 이 알루미나를 전해로에서 환원시키면 순수한 알루미늄이 얻어진다. 얻어진 알루미늄의 순도는 일반적으로 99.7% 이상이며 순도를 99.9~99.999%까지 전제한 고순도 알루미늄도 생산되고 있다. 세계 알루미늄생산국으로는 미국, CIS, 노르웨이, 캐나다, 베네수엘라, 중국, 독일, 호주, 바레인, 브라질, 인도 등이 있다. 2-46. 연 (lead) 원소기호 Pb. 원자번호 82, 원자량 207.2, 비중 11.34, 용융점 327.4℃, 비등점 1,750℃, 결정구조 면심입방정, 주기율표상 Ⅳb족에 속하는 회은색의 금속이다. 매우 무겁고 재결정온도가 상온이하이므로 가공해도 경화되지 않으며 부드럽다. 그러나 안티몬, 동, 아연, 비소 등이 첨가하면 경화된다. 주석, 비스무트, 카드뮴 등과 같이 저온에서 용융되며 가소성이 있고 가공성이 뛰어나며 내산성, 내식성이 양호(습기가 닿으면 녹이 슬지만, 건조한 공기이나 공기를 함유하지 않는 수중에서는 변화되지 않는다. 또한 질산에는 약하지만, 희황산, 희염산에는 침해당하지 않는다)하다. 전성이 뛰어나지만 인성은 빈약하다. 이러한 성질로 인해 수도관, 축전지 기판, 화학공업용기기, 무기약품, 감마합금, 땜납(solder), 활자합금, 경납, 박, 산탄, 도금, 전선케이블 등에 광범위하게 이용된다. 제법으로는 전해법(베츠법), 파크스법, 해리스법 등이 있으며 전기연을 얻는 전해법이 가장 일반적으로, 정광을 소결시켜 석회석, 코크스, 규산광, 스크랩철 등과 함께 용광로에서 용련하여 조연을 만들고, 이를 규불화수소산을 함유하는 전해액 속에서 전해정련한다 2-47. 오스뮴 (osmium) 원소기호 Os, 원자번호 76, 비중 22.5, 용융점 2,700℃의 청회색의 귀금속으로 금속중에서 가장 무겁다. 백금, 이리듐과 합금으로 해서 전기접점, 만년필의 펜끝 등에 이용된다. 2-48. 요오드 (iodine) 원소기호 I, 원자번호 53, 원자량 126.9045, 비중 4.94, 용융점 386.9℃, 비등점 456℃, 할로겐족 원소의 하나로 요소라고도 한다. 수용성가스함수, 칠레초석중에 존재하며, 칠레와 일본이 2대 생산국이다. 의약, X선 조영제, 염료 이외에 신금속의 제련, 비닐안정제에도 이용한다. 2-49. 우라늄 (umanium) 원소기호 U, 원자번호 92, 원자량 238.0289, 비중 19.07, 용융점 1,133℃, 비등점 3,818℃로 은백색의 광택이 있는 금속으로 비중은 텅스텐과 거의 동등하며 원자량은 천연원소중에서 가장 크다. 천연우라늄은 세 종류의 동위체가 있으며 모두 α붕괴를 행한다. 이밖에 질량수 226~242 사이에 16종류의 인공방사성 핵종이 알려져 있으며 금속우라늄은 은백색으로 α(사방정계), β(입방정계), γ(체심입방정)의 세 가지 상태가 있으며 668℃에서 α 쭭 β, 774℃에서 β 쭭 γ의 변태가 일어난다. 방사성 동위원소로 235(천연에서 산출된다)와 233(토륨232에 중성자를 흡수시켜서 인공적으로 만들어진다)은 원자핵분열성이 있어 핵원료로 이용된다. 이외에, 방전등, X선관의 제조, 도자기, 유리의 착색제, 촉매 등에도 이용된다. 우라늄의 광물중 중요한 것으로는 역청우라늄광, 카르노석, 인회우라늄광, 서멀스카이트, 동우라늄광, 비동(砒銅)우라늄광 등이 있으며, 주로 남아프리카공화국, 미국, 캐나다, 프랑스, 자이레 등에서 산출된다. 금속우라늄은 옐로우케익으로 사불화우라늄을 만들고, 이를 칼슘 또는 마그네슘 환원시켜서 얻는다. 2-50. 유로퓸 (europium) 원소기호 Eu, 원자번호 63, 원자량 151.96, 비중 5.26, 용융점 826℃, 비등점 1,439℃, 결정구조 체심입방정의 희토류금속중 하나이다. 프로메튬을 제외하고 희토류금속중 산출량이 가장 적은 원소이며 모나즈석, 가드린석 등에 미량이 함유되어 있다. 희토류금속중 가돌리늄, 사마륨 다음으로 중성자 흡수단면적이 크다. 2가와 3가의 화합물이 있으며 2가화합물은 희토류금속중 가장 안정되어 있고 3가 화합물은 다른 희토류금속과 화학적 성질이 유사하다. 아이소토프, 우라늄연료제어재 등에 사용되며 산화물은 텔레비전 브라운관의 부활제로 사용된다. 2-51. 유황 (sulphur) 원소기호 S, 원자번호 16, 원자량 32.064, 비중 2.07, 주기율표상 Ⅵ족에 속하는 자연유황으로서 천연에서 단족으로 산출되는 것 이외에 금속의 유황물 또는 유황산의 형태로 산출된다. 의약, 표백용, 화약, 성냥, 아황산가스, 아황화탄소의 제조 등에 이용된다. 철강에서는 적열취성의 원인이 되며 비철금속에서는 재료에 인성과 기계적 성질에 악영향을 주고 있어 정련시 또는 제품제조시에 주의해야 한다. 자연유황의 주요 산출국은 미국, 멕시코, CIS 등이며 주요 생산국으로는 미국, 캐나다, 러시아, 폴란드, 사우디아라비아, 멕시코 등이다. 2-52. 은 (silver) 원소기호 Ag, 원자번호 47, 원자량 107.868, 비중 10.5, 용융점 961.9℃, 비등점 2,163℃, 결정구조 면심입방정, 주기율표상 Ⅰb족에 속하는 은백색의 귀금속이다. 금 다음으로 전연성이 크며 열이나 전기전도율은 금속중에서 가장 크다. 공기중에서는 상온은 물론, 가열해도 산화되지 않는다. 용융점과 밀도가 낮고 내식성이 떨어져 질산, 황산에 잘 녹는다. 고온에서는 내산화성이 우수하지만 공기중에서는 황화물을 만들며 흑색으로 변한다. 가격은 귀금속중에서 가장 싸며 질산은으로써 사진공업에 가장 널리 이용된다. 이외에 전기 접점, 도금, 화폐, 장신구, 미술품, 치과용 등 용도는 광범위하다. 은의 광물로서는 자연은, 각은광, 휘은광, 홍은광, 비은광, 휘은동광, 휘안은광, 취화은광, 헤스광 등이 있으며, 방연광, 섬아연광, 황철광, 황동광 등에 수반되어 산출되는 경우가 많다. 주요 은광물산출국은 멕시코, 미국, 페루, 캐나다, CIS 등이다. 세계의 은지금생산국으로는 멕시코, 페루, CIS, 미국, 호주, 칠레, 폴란드, 중국, 캐나다, 볼리비아 등이다. 2-53. 이리듐 (iridium) 원소기호 Ir, 원자번호 77, 비중 22.4, 용융점 2,443℃인 은백색의 광택이 있는 귀금속으로 백금족 원소이다. 단단하고 무거우며 백금과 합금하여 만년필의 펜끝, 전기접점, 의료용기구 등에 이용된다. 2-54. 이테르븀 (ytterbium) 원소기호 Yb, 원자번호 70, 원자량 173.04, 비중 6.98, 용융점 819℃, 비등점 1,196℃인 희토류금속중 하나로 가드린석 등에 함유되어 소량 산출된다. 2-55. 이트륨 (yttrium) 원소기호 Y, 원자번호 39, 원자량 88.91, 비중 4.48, 용융점 1,522℃, 비등점 3,338℃, 결정구조 조밀육방정, 주기율표상 Ⅲa족에 속하는 희토류금속중 하나이다. 모나즈석, 가드린석에 함유되어 있으며 존재량은 비교적 많다. 노르웨이에서 산출되는 가드린석은 이트륨을 60%나 함유하는 것이 있다. 중성자 흡수단면적이 작기 때문에 항공기 원자로의 재료로 연구가 진행되고 있다. 원자로의 구조재, 마이크로 웨이브의 마그네트 코어 등에 이용된다. 2-56. 인듐 (indium) 원소기호 In, 원자번호 49, 비중 7.31, 용융점 156.4℃, 비등점 2,070℃인 은백색의 매우 연한 금속이다. 용융점이 낮고, 화학적 성질은 알루미늄과 약간 비슷하다. 공기중에서 비교적 안정되며 수분에 녹슬기 쉽다. 내산성이 있지만 알칼리에는 녹는다. 아연광이나 방연광중에서 산출되며, 연 및 아연제련의 부산물로서 채취된다. 저융점합금, 반도체 첨가제, 트랜지스터, 다이오드의 접점, 금속간화합물 등에 이용된다. 2-57. 주석 (tin, stannum) 원소기호 Sn, 원자번호 50, 원자량 118.71, 비중 7.3, 용융점 230.9℃, 비등점 2,270℃, 결정구조는 α상이 면심입방격자, β상이 정방격자, 주기율표상 Ⅳb족에 속하는 은백색의 광택이 있는 금속으로 독성이 없으며 전연성이 풍부하다. 상온에서는 공기에 거의 침해받지 않지만 고온에서는 쉽게 산화된다. 함석판, 도금, 연랍(solder), 감마합금, 기타 각종 합금 등에 용도가 매우 광범위하다. 광석을 반사로 혹은 용광로에서 제련하여 거친 주석(품위 97%)으로 만들고, 이를 다시 정제로에서 제조하든가 전해정련하면 순수한 주석이 얻어진다. 일반적으로 불순물이 적은 광석은 건식법에 의하며, 불순물이 많은 것은 전해에 의해 정제하고 있다. 주요 생산국으로는 말레이시아, 볼리비아, 중국, 러시아, 인도네시아, 브라질, 쿠바 등이다. 2-58. 지르코늄 (zirconium) 원소기호 Zr, 원자번호 40, 원자량 91.224, 비중 6.49, 용융점 1,852℃, 결정구조는 실온에서 조밀육방정, 862℃ 이상에서 체심입방정, 주기율표상 Ⅳa족에 속하는 금속이다. 순수한 것은 은백색을 띠고 있지만, 통상은 무정형의 흑색분말이다. 용융점이 높고, 내식성이 매우 우수하다. 또한, 250℃ 전후로 공기중에서 발화하는 성질이 있다. 화학장치 재료, 게터, 전자관, 섬광전구, 원자로 구조재, 제강용 탈산․정화제, 합금 첨가제 등에 이용된다. 지르코늄의 광물로서는, 지르콘, 바델라이트(바델레이석) 등이 있다. 금속지르코늄은 통상 스펀지 모양으로 원광석을 염화해서 사염화지르코늄을 만들고, 이것을 마그네슘 또는 나트륨으로 환원시키고, 다시 진공 증류해서 얻는다. 2-59. 카드뮴 (cadmium) 원소기호 Cd, 원자번호 48, 원자량 112.41, 비중 8.648, 용융점 321.1℃, 비등점 765℃, 결정구조 조밀육방정, Ⅱb족에 속하는 청백색의 연한 금속이다. 화학적 성질은 아연과 매우 비슷하다. 금속카드뮴은 연성, 전성이 좋고 저융점금속에 속하며 알칼리에 쉽게 침해되지 않는다. 도금용재, 염화비닐 안정제, 착색안료, 합금, 반도체용 등으로 용도가 광범위하다. 카드뮴의 광물은 종류가 적고, 통상 아연광석에 수반되어 산출되며, 아연정련시, 부산물로서 회수된다. 제법은, 증류아연 제조과정에서 채취하는 건식법과 아연전해시의 카드뮴을 함유하는 침전물로부터 회수하는 습식법의 두 가지가 있다. 카드뮴은 독성이 있기 때문에 사용량이 감소추세를 보이고 있다. 2-60. 칼륨 (potassium, ?kalium) 원소기호 K, 원자번호 19, 원자량 39.10, 비중 0.86, 용융점 63.6℃, 비등점 762.2℃의 알칼리금속으로 은백색의 연한 금속이다. 화학적으로 대단히 활성이며 물보다도 가볍다. 칼륨은 독일명으로, 영국명은 포타슘이라고 한다. 잡로석, 칼리암염, 카이나이트 등에 함유되어 천연으로 산출되는데, 해수에도 염화칼륨으로서 존재한다. 금속칼륨은 수산화칼륨을 전해해서 만들 수도 있는데, 금속 단독으로 이용되는 일은 적고 거의가 화합물로서 사용되고 있다. 2-61. 칼슘 (calcium) 원소기호 Ca, 원자번호 20, 원자량 40.08, 비중 1.55, 용융점 850℃, 비등점 1,440℃, 결정구조 면심입방정, 주기율표상 Ⅱa족에 속하는 알칼리토금속의 하나이다. 가볍지만 연보다 단단하고 전연성이 좋은 은백색의 금속으로 물과 반응하여 수소화합물을 만들어내는 높은 활성도를 가지고 있다. 천연으로 방해석, 석고, 인회석 등의 성분으로서 풍부하게 산출된다. 제조법은 석회와 알루미늄을 혼합하여 진공속에서 가열, 열분해시켜 발생산 증기칼슘을 응축시켜 만든다. 이밖에 금속칼슘은 염화칼슘을 용융염 전해하여 만들며 합금첨가제, 제강의 탈산, 탈황제, 우라늄 등의 환원제로써 이용된다. 2-62. 캘리포르늄 (californium) 원소기호 Cf, 원자번호 98, 질량수 251의 초우라늄원소중 하나이다. 질량수 239~256 사이에 17종류의 방사성 핵종을 갖고 있다. 단위질량당 중성자 방출률 변화가 매우 크기 때문에 방사화 분석, 라디오그래피, 치료용 중성자원 등에 이용되고 있다. 2-63. 코발트 (cobalt) 원소기호 Co, 원자번호 27, 원자량 58.9332, 비중 8.85, 용융점 1,495℃, 비등점 약 2,900℃, 결정구조는 α상이 조밀육방정, β상이 면심입방정, 주기율표상 Ⅷ족에 속하는 회백색의 금속으로 강한 자성과 내식성을 갖는다. 영구자석강, 고속도강 등 특수강에의 첨가제, 탄화텅스텐용 경화제, 기타 각종 비철금속과의 합금에 이용된다. 이외에 화합물은 안료, 도금, 건조제, 의료용 등에 용도가 광범위하다. 천연적으로 비소 또는 유황과의 화합물로서 니켈과 함께 산출되는 경우가 많다. 코발트의 광물로서는 코발트화, 휘코발트광, 황코발트니켈광 등이 있으며, 통상 금, 은, 동광에 수반되어 산출된다. 세계 주요 코발트 생산국으로는 캐나다, 핀란드, 잠비아 등이다. 2-64. 퀴륨 (curium) 원소기호 Cm, 원자번호 96, 용융점 1,340℃, 밀도 13.51, 질량수 247의 초우라늄원소중 하나이다. 은백색을 띠고 있으며 질량수 238~251 사이에 13종류의 방사성 핵종이 있으며 플루토늄의 다단계 중성자포획기로 만들어진다. 2-65. 크롬 (chromium, chrome) 원소기호 Cr, 원자번호 24, 원자량 51.996. 비중 6.92, 용융점 1,550℃, 비등점 2,660℃, 결정구조 체심입방정, 주기율표상 Ⅵa족에 속하는 금속이다. 은백색의 단단한 금속으로, 37℃ 이상에서 강한 자성을 갖는다. 상온에서 매우 안정되어 있으며 공기중이나 수중에서도 산화되지 않는다. 또한 자성이 강하고 화합물에는 2, 3, 4, 5, 6가 등이 있다. 염산, 황산 등에는 용해되지만 질산, 왕수에는 부동태가 되어 침해되지 않기 때문에 스테인리스, 내열합금, 내식합금 등 내식성을 필요로 하는 것에 널리 사용된다. 크롬의 가장 중요한 광석은 크롬철광으로 지각중에는 비교적 많이 존재해 있다. 제조방법으로는 알루미늄에 의한 테르밋법, 실리콘에 의한 테르밋법(반응열이 적기 때문에 전로내에서 실시한다), 전해법 등 세 가지가 있으며 알루미늄 및 규소 테르밋법의 경우 크롬순도 99% 정도를 얻을 수 있다. 특수강의 첨가제, 각종 비철금속과의 합금에 이용되는 것 외에, 도금용으로서도 다량으로 사용된다. 2-66. 탄탈륨 (tantalum) 원소기호 Ta, 원자번호 73, 원자량 180.9479, 비중 16.6, 용융점 2,996℃, 비등점 5,430℃, 경정구조 체심입방정, 주기율표상 Ⅴa족에 속하는 푸른색을 띤 금속이다. 강과 비슷한 광택이 있는 금속으로 가공성이 풍부하다. 또한 내식성이 매우 우수하여 백금과 같은 정도의 부식저항이 있기 때문에 백금의 대용이 되기도 한다. 전해콘덴서, 전자기기, 화학장치, 핵연료 피복재, 원자로 구조재, 의약기구 등에 널리 이용된다. 탄탈륨의 광물로서는 탄타라이트, 콜럼바이트, 파이로클로어, 페르그송석 등이 있으며 반드시 니오븀과 공존하고 있다. 이들의 광물을 화학처리하여 탄탈륨화합물과 니오븀화합물을 분리추출하고, 이를 용융염 전해해서 탄탈륨의 금속분말을, 나트륨을 환원해서 니오븀의 금속분말을 얻고 있다. 2-67. 탈륨 (thallium) 원소기호 Tl, 원자번호 81, 원자량 204.383, 비중 11.85, 용융점 303.5℃, 비등점 1,473℃의 청백색의 연한 금속으로 연과 비슷하다. 독성이 있어 피부에 닿으면 탈모, 정신이상 등의 중독형상이 발생하기 때문에 취급시 주의가 필요하다. 건조한 공기속에서는 안정하지만 습기찬 공기에서는 산화되어 두꺼운 산화막을 형성한다. 천연에서는 황화광이나 운모중에 존재하며, 연 및 아연제련의 부산물로서 소량 채취된다. 연과의 합금, 광전도셀, 유리 첨가제 등에 이용된다. 이 외에 황산, 탄소염은 살충제, 의약용으로 사용된다. 2-68. 텅스텐 (tungsten, wolfram) 원소기호 W, 원자번호 74, 원자량 183.85, 비중 19.3, 용융점 3,410℃, 비등점 5,930℃, 결정구조 체심입방정, 주기율표상 Ⅵa족에 속하는 회백색의 매우 무겁고 단단한 금속이다. 중석이라고 부르며 용융점은 실용금속중에서 가장 높다. 니켈, 코발트, 몰리브덴과의 각종 합금의 제조, 전구의 필라멘트, 발전기의 접점 등에 이용된다. 광석으로부터 텅스텐을 추출하는 방법에는 여러가지가 있으나, 일반적으로는 광석을 산으로 처리해서 삼산화텅스텐을 만들고 이를 수소환원시켜 분말의 금속텅스텐을 얻고 있다. 2-69. 텔루륨 (tellurium) 원소기호 Te, 원자번호 52, 원자량 127.60, 비중 6.24, 용융점 449℃, 비등점 988℃, 결정구조 육방정, 주기율표상 Ⅵb족에 속하는 원소로 금속텔루륨는 비정질을 가열하여 얻어지는 은백색의 금속광택이 있다. 텔루륨는 약간의 독성이 있으며 증기에는 악취가 있어 취급시 주의가 요구된다. 셀레늄과 성질이 약간 비슷하다. 천연에는 칼라베라이트, 침상텔루륨광, 페츠광 등 금, 은의 텔루륨화합물로써 산출되는 경우가 많으며 동, 연전해의 양극니로부터 부산물로써 금, 은 등과 함께 채취된다. 용융점이 낮고 광흡수계수가 크며 열전도율이 낮기 때문에 광키스크, 열발전재료, 광도전재료 등에 사용되며 이밖에 고무의 내열성, 내마모성 향상을 위해 첨가제로 사용된다. 2-70. 토륨 (thorium) 원소기호 Th. 원자번호 90, 원자량 232.0381, 비중 11.72, 용융점 1,750℃, 비등점 3,000℃ 이상, 결정구조 면심입방정, 악티노이드금속중 하나로 연보다도 무겁다. 방사성원소로, 중성자에 닿으면 핵분열을 일으킨다. 염산에 잘 녹으며 산소에는 서서히 녹지만 질소에는 부동태가 된다. 토륨은 일반적으로 4가의 무색이며 안정된 화합물을 만든다. 토륨광물로서는 모나즈석이 가장 중요하며, 이를 산소로 처리해서 토륨염을 분리추출한다. 금속토륨은 산화토륨을 칼슘환원시키면 얻어진다. 금속토륨은 탈산제, 방전관, 광전관 등에 이용되며, 산화토륨은 내화재, 촉매, 광학유리, 원자연료 등에 이용된다. 2-71. 툴륨 (thulium) 원소기호 Tm, 원자번호 69, 원자량 168.9342, 비중 9.33, 용융점 1,545℃, 비등점 1,950℃인 은백색의 원소로 희토류금속중 하나이다. 모나즈석, 가드린석 등에 아주 적은 양이 함유되어 있으며, 클라크수로 보면 희토류금속중에서 존재량이 적은 편이다. 2-72. 티타늄 (titanium) 원소기호 Ti, 원자번호 22, 원자량 47.88, 비중 4.507, 용융점 1,668℃, 결정구조는 α상이 조밀육방정, β상이 체심입방정, 주기율표상 Ⅳa족에 속하는 천이금속원소이다. 회백색의 단단한 금속으로써, 강도는 철의 약 2배, 알루미늄의 약 6배나 된다. 내열성, 내식성이 지극히 양호하여 항공기용재, 화학장치재료, 합금첨가제, 통신기계, 광학기기 등 다방면에 이용된다. 금속티타늄의 제법은 크롤법이 대부분이며, 티타늄원광에 염소를 가해 사염화티타늄을 만들고, 이를 마그네슘 혹은 나트륨을 환원시켜서 얻는다. 스펀지 모양으로 일반적으로 금속티타늄이라고 불리고 있는 것은 이 스펀지티타늄을 가리키는 것이다. 지금(괴)은 스펀지를 가압성형, 콘셀아크로에서 용해해서 만든다. 2-73. 팔라듐 (palladium) 원소기호 Pd, 원자번호 46, 원자량 106.4, 비중 12.16, 용융점 1,554℃, 비등점 2,927℃, 결정구조 면심입방정, 주기율표상 Ⅷ족에 속하는 은백색의 귀금속으로, 용융점과 밀도가 백금족중에서 가장 낮다. 또한 다른 백금족과 달리 농초산에 녹으며, 수소가스를 흡장하는 성질로 인해 수고순도 수소를 정제하는데 이용된다. 대부분 금, 은, 백금과 합금으로 해서 치과용, 장식용, 전기접점 등에 이용된다. 주요 생산국으로는 남아프리카공화국, 러시아, 미국 등이다. 2-74. 폴로늄 (polonium) 원소기호 Po, 원자번호 84, 용융점 254℃, 비등점 962℃, 비중 9.4인 방사성원소의 하나이다. 금속폴로늄은 회백색으로 상온에서 안정된 α상을, 18~54℃에서는 α상과 β상이 공존하고 있다. 천연적으로 질량수 210, 211, 212, 214, 215, 216 이외에 질량수 192에서 223사이에 26종의 방사성 핵종이 있다. 2-75. 프라세오디뮴 (praseodymium) 원소기호 Pr, 원자번호 59, 원자량 140.9077, 용융점 931℃, 비중 6.78, 결정구조 육방정, 주기율표상 Ⅲa족에 속하는 희토류금속의 하나이다. 상당히 활성이며 기름속이나 불활성 분위기에서 보관한다. 다른 희토류금속과 함께 모나즈석, 바스토네사이트, 가드린석 등에 함유되어 소량 존재한다. 세륨, 란탄, 니오븀 등과 함께 발화합금에 이용된다. 2-76. 프랜슘 (francium) 원소기호 Fr, 원자번호 87인 알칼리금속의 하나로 천연에는 거의 존재하지 않으며 매우 불안정한 금속이다. 2-77. 프로트악티늄 (protactinium) 원소기호 Pa, 원자번호 91, 원자량 231.0359, 밀도 15.37, 용융점 1,600℃, 비등점 3,400℃, 질량수 234 및 231의 악티노이드금속중 하나이다. 질량수 215~243 사이에 19종류의 핵종이 존재하고 있으며 인공적으로 만들어진다. 전성이 있고 공기중에 산화되기 어려운 성질이 있다. 2-78. 플루토늄 (plutonium) 원소기호 Pu, 원자번호 94, 비중 19.8, 용융점 640℃, 비등점 3,200℃인 초우라늄원소로 인체에 유해하지만 원자로 연료로 유명하다. 질량수 244 이외에도 232에서 246사이에 20종류의 방사성 핵종이 있는 것으로 알려졌다. 금속은 은백색으로 α, β, γ, δ, δ󰡑, ξ 등의 6개 동소체가 있고 실온에서는 안정한 α상이다. 공기속에서 산화되며 염산, 희황산, 인산에 녹지만 농질산, 농황산, 알칼리에는 침해되기 어렵다. 고산화수의 화합물일수록 가수반응이 쉽고 자기가 방출하는 α선으로 산화환원반응을 받기 쉽다. 2-79. 하프늄 (hafnium) 원소기호 Hf, 원자번호 72, 원자량 178.49, 비중 13.09, 용융점 2,222℃, 결정구조 육방정, 주기율표상 Ⅳa족에 속하는 금속으로, 천연에는 지르코늄과 공생하며 지르콘샌드중에 2～5% 정도 함유되어 산출된다. 열중성자 흡수단면적이 크고 실온에서 안정되며 내식성, 내열성이 우수하다. 지르코늄과의 분리가 곤란하기 때문에 용도의 개발이 뒤떨어져 있었으나 분리기술(용매추출법, 분별결정법, 이온교환법, 분별침전법, 분별증류법 등)의 진보와 함께 원자로의 제어재, 합금첨가제, 백열전등의 필라멘트, 게터, X선관, 방전관 등에 이용되게 되었다. 2-80. 홀뮴 (holmium) 원소기호 Ho, 원자번호 67, 원자량 164.9304, 비중 8.8, 용융점 1,474℃, 비등점 2,700℃, 결정구조 조밀육방정인 희토류금속의 하나이다. 질량수 165 이외에 144에서 180 사이에 36종의 방사성 핵종이 있는 것으로 알려져 있다. 다른 희토류금속과 함께 가드린석 등에 함유되어 소량 존재한다. 홀뮴은 3가의 화합물을 만들며 화합물과 이온의 색깔은 황색이고 고온에서 산화물 Ho₂O₃를 생성한다. 디스프로슘 화합물과 함께 희토류 원소화합물중 가장 큰 상자성을 나타내고 있다. 　 3. 국내 비철금속산업 현황 3-1. 역사 국내 비철금속산업은 1936년 일본의 기술과 자본으로 만들어진 장항 동제련소의 건설과 함께 태동했다고 볼 수 있다. 1950년 6.25사변이 일어나자 성장기에 접어든 국내 비철금속 생산시설들이 대부분이 파괴되었으며 그 후 1950년대 들어서는 제련보다는 가공제품 위주의 생산이 재개되었다. 1960년대 공업화 추진에 발맞춰 국내 비철금속산업도 다시 본격적인 성장을 시작했는데 1964년 한국광업제련공사의 장항 연제련소 건설, 1965년 동신금속광업의 아연제련소 건설, 1969년 대한알루미늄의 알루미늄제련소 건설(연산 17,000톤), 1970년 영풍상사의 아연제련소 건설(연간 8,000톤) 등 우리나라에서도 본격적인 제련생산이 시작됐고 가공분야에서는 풍산금속과 창덕금속(신동), 선학알미늄과 남선경금속(알루미늄판재 및 기물), 롯데알미늄과 삼아알미늄(알루미늄박), 대한전선과 금성전선(동 및 알루미늄전선) 등에서 현대적인 설비를 갖추기 시작했다. 1970년대 들어서는 중화학공업이 고도성장을 이룩하면서 각 수요산업에 소요되는 비철금속이 산업의 기초소재로써 자리잡기 시작한 이후 급성장을 하기 사작했다. 또한 1978년 고려아연의 온산 아연제련소(연산 5만톤)가 건설되었고 1979년 온산 동제련소(연산 8만톤)도 완공을 보게 됨으로써 성장토대를 마련했다. 1980년대 들어서는 자동차, 기계, 전자 등이 경제발전을 주도하면서 비철금속산업은 설비규모의 확장과 함께 수요산업에서의 요구에 부응하기 위한 기술도입이 추진되었고 한편에서는 자체기술개발 노력이 진행되었으며 니켈, 주석제련산업도 이 때 시작되었다. 특히 80년대는 가공산업이 비철금속산업을 주도하기 시작했다고 보여지는데 특히 80년대 중반이후 현대적인 정밀 비철금속 가공소재들이 성장을 주도하기 시작했다. 성숙기에 진입하기 시작한 1990년을 전후로 국내 비철금속산업은 한편의 구조조정을 겪어야만 했다. 즉, 그동안 경쟁력없이 정부의 지원하에 운영했던 알루미늄제련소와 장항 동제련가 높은 전력비 부담으로 인해 폐쇄되었고 니켈제련소도 문을 닫았으며 고려아연과 LG금속의 주석제련소, LG금속의 장항 연제련소가 결국 생산중단에 이르렀고 대한중석의 텅스텐광석 정련도 중국제품 유입으로 가격경쟁력을 상실, 생산이 중단되었다. 그러나 1990년대 중반부터 다시 활기를 찾은 비철금속산업은 제련분야에서 신공법을 도입한 전기동 및 아연, 연제련능력의 증설이 시작됐고 가공분야에서도 알루미늄압연공장들이 신증설되었으며 알루미늄박, 알루미늄압출, 신동, 합금주물산업에서도 신증설이 꾸준히 진행되고 있는 실정이다. 3-2. 국내 비철금속 소비구조 국내 주요 비철금속 소비는 1980년대초부터 매년 큰 폭의 성장을 해왔다. 그러나 니켈, 주석 등을 포함한 6대 비철금속의 소비량에 비해 여타 비철금속의 소비량은 여전히 적은 소비구조를 유지해 오고 있고 그중 알루미늄과 동의 소비비중은 점차 증가하고 있는 실정이다. 4대 비철금속의 소비구조를 살펴보면 알루미늄의 소비가 크게 증가했고 상대적으로 아연의 소비비중은 감소를 보여왔다. 그러나 1995년 이후에는 다시 알루미늄의 소비비중이 줄어드는 반면 아연의 소비비중이 늘어나는 추세를 보이고 있다. 1980년 소비비중은 전기동이 32%, 알루미늄이 29%, 아연이 27%, 연이 12%였으나 1990년에는 전기동이 31%, 알루미늄이 36%, 아연이 20%, 연이 13%를 보였으며 1996년에는 전기동 31%, 알루미늄 26%, 아연 20%, 연 13%로 1990년의 소비형태로 복귀된 것으로 추정되고 있다. 이와 같은 수치는 일본과 전세계와 비교할 때 알루미늄소비는 상대적으로 낮은 수준인 반면 동과 아연소비는 상대적으로 높은 수준을 보여주고 있다. 우리나라의 1인당 알루미늄지금 소비량은 15.5㎏으로 국제적인 수준에는 아직까지 못미쳤으나 동, 아연, 연 등은 각각 12.1㎏, 6.6㎏, 4.9㎏ 등으로 일본의 11.3㎏, 5.6㎏, 2.6㎏보다도 높은 소비량을 나타냈는데 이는 일본보다 재활용율이 낮아 신지금 소비가 많았던 것이 한 요인으로 분석된다. 한편 용도별 소비구조를 살펴보면 알루미늄의 경우 압연재가 약 35%, 압출재가 약 45%, 합금주물등 나머지가 약 20% 사용된 것으로 추정되며 동의 경우에는 전선이 약 79%, 신동 및 주물이 약 21%인 것으로 추정되는데 향후 신동부분의 소비비중이 점차 늘어날 전망이다. 아연의 경우에는 철강재 도금을 포함한 도금이 65%, 합금이 13%, 다이캐스팅이 9%, 무기화학등 기타 용도가 13% 정도이고 연은 배터리가 80%, 무기약품이 15%, 전선, 연관, 주물 등 기타부분에서 5% 소비된 것으로 추정된다. 3-3. 현상 및 과제 국내 비철금속산업은 80년대부터 고도성장에 힘입어 양적인 팽창을 해왔고 90년대 들어서부터는 안정적인 발전을 도모해왔으며 동 및 아연, 연의 제련분야와 일부 가공분야에서는 이미 세제적인 규모로 성장해 왔다. 그러나 현재 국내 비철금속산업은 전체 산업에서 차지하는 비중이 1% 정도밖에 지나지 않기 때문에 아직까지 국내 경제에 미치는 영향이 미미하다고 말할 수 있다. 국내 비철금속산업은 다른 산업에 비해 내수의존도가 절대적으로 크다는 특징을 갖고 있으며 아직까지 자체적인 기술수준이 미흡하고 세계화되지 못한 산업구조와 유통구조 형태를 띄고 있으며 업체간의 규모차이가 현저해 산업의 편석현상이 일어나고 있어 하루빨리 개선되어 해결해야 할 구조적인 문제를 안고 있다. 또한 국내 내수시장이 단일품목으로 살아남기에는 시장규모가 적으며 환경문제 및 고임금에 따른 경쟁력 상실, 선진국들의 기술보호주의, 자원보유국들의 적극적인 하공정 육성정책 등으로 어려움에 직면해 있다. 따라서 여러 수준 높은 기술공정으로 세계시장을 석권하고 있는 선진국들과의 경쟁에서 동등 내지는 우위를 점하기 위해서는 양적인 면에서 탈피하여 질적인 면을 추구함으로써 해외기술의존도를 줄여나가는 것이 국내 비철금속산업이 갖고 있는 시급한 해결과제이며 해외자원 확보라는 측면에서 정부와 유기적인 협조체제하에서 해외자본 투자방식도 적극적으로 검토되어야 할 시점에 와 있다. 국내 비철금속산업의 특징을 살펴보면 다음과 같다. 첫째, 대부분의 비철금속 원광석 부존량이 절대적으로 적어 국내 제련산업은 원광을 거의 대부분을 해외로부터 수입해야 하는 입장이다. 둘째, 비철금속산업은 앞서 언급했듯이 에너지 다소비산업으로 국내의 경우 전력비가 상대적으로 비싸기 때문에 제련산업의 입지가 약화되고 있으며 따라서 일부품목을 제외하고는 대부분 지금(괴, 잉곳)형태의 원자재 수입비중이 점차 높아지고 있는 실정이며 이에 따라 하공정에서의 제조원가에 악영향이 미치고 있다. 세째, 비철금속산업의 역사가 일천해 축적된 기술노하우 부족으로 자제적인 기술개발능력이 취약하여 저품위 위주의 생산에서 고품위 위주의 생산으로 전환함에 있어서 기술개발능력이 어느 정도 한계에 와 있다고 보여지며 이를 극복하기 위한 대외기술의존도가 심화되고 있다는 점이다. 네째, 최근 국내 부존자원 부족과 고임금 저효율 등에 따른 원가부담을 막기 위해 해외에서의 자본참여가 늘고 있고 한정된 내수시장에서 탈피하여 영업방향이 수출지향으로 나가려는 경향을 보이고 있다. 다섯째, 대규모 시장성을 가진 것보다는 중소규모의 시장성과 특화된 용도를 가진 고품질을 요구하는 고부가가치의 첨단소재개발 및 생산 쪽으로 이행하려는 경향을 보이고 있다. 여섯째, 비철금속 산업구조가 극단적으로 소수의 대기업과 다수의 소기업 두 분류로 나누어져 있으며 중기업 성격을 띤 업체 수가 극히 적기 때문에 상하좌우간의 정보의 교류나 기술력의 흐름이 원활치 못하다. 일곱째, 체계적이고 선진화된 유통구조를 갖지 못함으로써 고유의 유통시장없이 철강이나 기계산업의 일부로서 인식되었고 자본력 부족으로 인해 영세성을 탈피하지 못하고 유통점의 대형화를 서두르지 못했다. 여덟째, 대부분의 비철금속업체들이 영세하고 자본력이 부족하기 때문에 그동안 환경측면이 경시되어 왔으며 최근에 일고 있는 환경규제 대응에 미흡함에 따라 향후 환경오염방지시설 투자에 막대한 자금이 소요되어야 하는 부담을 안고 있다. 결국 국내 비철금속산업은 이러한 외부 여건변화에 능동적으로 대응하기 위해서 새로운 방향전환을 모색해야 할 실정이다. 즉 안정적인 국내 생산기반을 확보해야 하며 생산비용이 저렴한 해외로의 직접투자로 원료의 안정적인 공급체계를 구축해야 한다. 또한 열위에 있는 제품가격 및 비가격경쟁력을 높이기 위한 기술개발노력이 절실하며 새로운 수요시장 개척과 함께 국제적인 환경규제에 대응하기 위해 환경친화적 산업구조로의 탈바꿈이 필요하며 정부의 실질적인 정책마련과 기업간의 공조방안이 모색되어야 할 것이다.