점화 플러그는 보잘것없는 물건이지만 이것이 없으면 세상이 멈춰버릴 수도 있다. 이 장치는 천덕꾸러기 취급을 받는 차량 내의 다른 부품들처럼 고달프게 일을 한다.
요즘 쓸 만한 플러그는 16만km를 주행하는 과정에서 초당 20번씩 약 3억 번의 점화를 견뎌낸다.
매번 점화시마다 플러그 헤드 둘레에서 폭발이 일어나면 연료가 연소되어 피스톤이
구동되며 차가 움직인다.
하지만 폭발보다 점화 불꽃이 더 파괴적이다. 실린더와 피스톤, 강철로 된 밸브 헤드는 폭발력을 쉽게 견뎌내지만 점화 플러그는 이들보다 마모가 빨리 된다.
분자 수준에서 보면 매번 점화가 될 때마다 초고열 플라즈마의 뜨거운 불길이 거의 광속으로 전극에 비집고 들어와 전극 표면의 극히 일부를 수천 도로 가열, 수십억 개의 원자들을 태워 버리는 것이다.
더구나 불꽃이 일 때 부식성 가스가 금속 표면과 격렬하게 반응해 점화에 방해가 되는 절연 코팅막을 형성한다.
이 때문에 녹는점이 높아 초고온에서도 쉽게 부식되지 않는 금속이 필요하다. 금속이 깨끗할수록 점화가 잘 되기 때문이다. 하지만 이런 금속은 대체로 ‘고가’다.
구리와 니켈, 크로뮴 합금으로 만들어진 초기의 점화 플러그들은 이런 상태에 적합하지 않아 힘겹고 짧은 수명 밖에 누리지 못했다.
하지만 시간이 지나면서 부품 제조업체들이 금이나 플래티늄, 팔라듐과 이리듐 같은 부식에 강한 귀금속들을 사용하기 시작했다.
요즘 고급 플러그는 2달러가 아니라 10달러나 하지만 수명은 자동차와 거의 같다.
현대의 금속학 기술 덕분에 점화 플러그들은 과거와는 전혀 다르게 사용되고 있다. 끔찍할 정도로 오래 사용되는 것이다.
Make Your Own Sparks
20 Minutes / $270
1. 실내에서 실험하기에 알맞은 크기의 윔즈허스트 발전기(120달러 이상; scientificsonline.com 참조)를 구한 다음 서로 마주보고 돌아가는 플라스틱과 알루미늄 원판들로 정전기를 발생시킨다.
2. 금이나 팔라듐, 플래티늄 점화 플러그 끝부분 대신 사용할 수 있는 동전 두 개를 구해 연결한다. (이 발전기에 딸려 나오는 전극들은 저가의 니켈-크로뮴 꼭지 대용이다.)
3. 전류를 흘리며 스파크가 발생하는 것을 지켜보자! 이 정도 크기의 발전기일 경우 전극을 만지면 흠칫하지만 별다른 부상을 입지는 않는다.
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