• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.6-6
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• 2018

본 연구에서는 고문헌에 기록된 도금 재료와 도금법 등을 확인하고 이를 기초자료로 활용하여 매실산을 사용한 금(Au)-수은(Hg) 아말감기법으로 고대 도금(鍍金)기술을 되살리고, 이를 토대로 경주 월지에서 출토된 금동삼존판불을 복원하였다. 먼저, 전통 도금법을 되살리기 위해서, "오주서종박물고변", "확지신편", 조선시대 각종 의궤 등에 공통적으로 기록되어 있는 매실에 주목하고, 매실을 3~4개월 발효 숙성 후 착즙한 뒤 그것을 농축하여 만든 매실산을 도금 실험에 적용하였다. 금아말감 도금을 위하여 월지 출토 금동삼존판불의 바탕소지금속인 청동삼존판불을 구리와 주석 89:11(Cu:6kg, Su:750g)로 합금하여 주물사 주조법으로 복원하였으며, 동일한 합금비로 제작된 $2.3cm{\times}3.5cm$(가로${\times}$세로)의 시편에 사전 실험을 실시하였다. 현대적 산처리 방식에 사용되는 질산과 전통방식으로 사용되는 매실산으로 시편에 산처리 한 후 각각 비교해 보고, 금분과 금박, 상온과 가온에 따른 아말감상태를 비교하는 실험을 진행하였는데, 실험에 사용된 매실산 70%는 pH가 1.94로, 오늘날 산처리에 사용하고 있는 질산 20%와는 차이가 있지만, 청동 시편 실험을 통해 매실산에 20분 정도 담근 뒤 금아말감을 도포 후 24시간 지나 가열($380{\sim}400^{\circ}C$) 했을 때 금도금이 잘 되어, 현대적 방법인 질산처리로 도금을 한 시편과 큰 차이가 없는 것으로 관찰되었다. 사전 실험을 통한 결과를 적용한 월지 출토 금동삼존판불 복원은 청동삼존판불 표면처리, 금-수은 합금 및 도금하기, 도금 후 표면처리의 순서로 진행되었는데, 금과 소지금속의 밀착력을 높이기 위해 표면을 숯을 이용해 탈지한 후 물로 씻어내고 매실산을 도포하여 20분 동안 두어 부식 및 세척을 시행하였다. 금도금을 위한 금-수은아말감은 가온할 때 수은이 증발하는 양을 고려하여 금1 : 수은10 비율로 합금하여 완성하였으며, 금아말감 도포 후 약 24시간 지난 다음, $380{\sim}400^{\circ}C$에 가열하여 수은을 기화시켜 도금작업을 완성하였다. 금아말감도금은 평균적으로 6~7차례 시행하여야 완벽히 도금되지만, 본 연구에서는 단 4차례의 도금만으로 금아말감도금을 완성시켰는데, 이것은 금아말감을 바탕소지인 청동에 도포한 후 24시간 동안 금아말감과 청동과의 반응 시간을 두게한 것이 큰 역할을 한 것으로 보이며, 이는 청동시편을 이용한 실험과 과학적 분석을 통하여 입증하였다. SEM으로 표면을 관찰한 결과 아말감 도포시간이 즉시인 경우 도금이 거의 되지 않은 것을 확인할 수 있었고 36시간이 넘어갈 경우 금 도금층이 불균일하게 관찰되었으므로 도금시간은 12시간~24시간 이내가 적절함을 확인할 수 있었다. EDS로 성분을 분석한 결과 산처리 시간이 20분인 시료의 경우 5 wt% 내외로 수은의 비율이 다른 시료에 비해 낮은 것을 확인할 수 있었다. 실험 및 분석결과 산처리 시간이 20분이고 아말감 도포시간이 24시간일 때 도금이 잘 이루어지므로 이 결과를 토대로 금동삼존판불을 복원하였다. 이번 연구를 통해 도금법에 표면을 세척하고 부식시키기 위해 사용한 물질이 매실산임을 찾아내어 확인할 수 있었는데, 이러한 점 에서 이 연구의 가장 큰 의미는 전통 소재와 기술을 복원한 것으로, 앞으로 매실산을 이용한 금 도금기술은 관련 학계에도 큰 기여를 할 것으로 기대된다.

• Journal of Conservation Science
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• v.22
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• pp.87-98
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• 2008

Microstructures and chemical compositions of 24 bronze mirrors recovered from the Korean peninsula were examined using the scanning electron microscope equipped with the energy dispersive spectrometer in an effort to characterize the treatments applied on their surface. Their provenance and chronology are mostly unspecified except for two objects from a Koryo burial site. In antiquity the surface of bronze mirrors was frequently finished by mere polishing when their tin content was high enough to guarantee the required reflectivity. In many cases, however, their surface was given a special treatment. The most typical treatment was to coat the surface with tin in two different processes referred to as wipe-tinning and amalgam-tinning. In wipe-tinning only tin was used, but in amalgam-tinning tin and mercury were used together. The surface was often coated with mercury in a process known as mercury-polishing. The present mirrors showed that all these techniques were in fact practiced, not only on the reflective surface but, in some cases, on the decorative surface. The detection of mercury played a crucial role in the assessment of a specific technique applied in each mirror. Mercury often remained in the substrate in the form of sulfide and thereby allowed the method of surface treatment to be estimated even when the coated layer was completely lost. The future study is expected to uncover the regional and temporal variation of the surface treatments to the better understanding of bronze mirrors with respect to provenance and chronology.

• Journal of Conservation Science
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• v.16 s.16
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• pp.52-63
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• 2004

This study tries to investigate the differences in combination of gold and other metals used in the surface guilt of the gold-guilt relics found in the Seonwonsa Temple of the Korea Dynasty. Our findings are as follows. The gilded roller knobs found in the Seonwonsa Temple of the Korea Dynasty can be classified into three groups by the color of the surface guilt: gold, white-gold, red-gold. By the color it is found that gold type contains $Au\;81.0\%,\;Ag\;3.5\%,\;Cu\;5.6\%$, white-gold type contains $Au\;82.1\%,\;Ag\;10.6\%,\;Cu\;2.4\%$, and the red-gold type contains $Au\;59.9\%,\;Ag\;3.7\%,\;Cu\;33.2\%$. The gold metal used for guilt is found to be amalgam of Hg and the depth of the guilt was uneven with the average of $2.5\~25{\mu}m$. These gilded roller knobs were produced in two methods. One of them was made out of pure bronze, and the other out of bronze veneer and led. Since we found led on the outer surface, we conclude that the led juncture was later guilt with gold.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.167.2-167.2
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• 2016

금(Au) 및 금의 합금도금은 주로 극히 얇고 색상만 나타내는 정도의 장식용으로 많이 사용되고 있으나 단순한 장식품뿐만 아니고 스마트폰, 정보통신 서버, 전자기기, 자동차, 전지용에도 널리 사용되고 있다. 특히 로켓공업이나 인공위성의 와곽부, 엔진에는 필수적이다. 현재 미국의 금도금액 85%는 전자부품과 인공위성(NASA) 등의 공업용에 사용되고 있다. 금도금의 이용가치는 주로 내식성이며 전기저항이 작고 열전도성이 뛰어나 전기접전부에 필수적으로 사용해야만 한다. 또한 2007년 유럽의 RoHS규정에 의해 피부에 접촉하는 팔찌, 귀걸이, 목걸이, 반지 등의 디자인 액세서리 제품에 있어서도 종래의 6가 크롬이나, 납, 수은, 카드뮴 사용이 금지되었다. 종래의 산성, 알칼리성, 중성 금도금에서는 주로 시안(Cyan) 기반의 전처리 탈지액이 사용되고 있어 작업환경에도 유해하며 생산성 감소로 이어지고 있다. 이에 전해 금도금 전처리 탈지공정을 개선함으로써 품질불량 20%감소와 함께 작업환경 개선으로 생산성 30%향상을 기대할 수 있다.

• 보존과학연구
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• s.12
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• pp.42-62
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• 1991

A.D. 5세기 전반기경으로 추정되는 황남대총 고분에서 발굴출토된 유물 중 도금 기법이 적용된 대표적인 형태 및 용도의 유물 시료 13점을 선정 SEM-EDS 및 금속현미경에 의해 분석한 결과,시료의 도금피복 기술은 수은(Hg)에 의한 아말감(amalgam) 도금법에 의한 것으로 판명되었으며, 도금피막의 두께는 $5.99∼12.97\mum$ (단, 소지가 은인 시료 No.C는 $19.96\mum$)로 균일하고 치밀하게 도포되었다. 소지금속은 금속현미경 조직검사 결과 대부분 단조로 제조된 4.7∼11.5%의 연(Pb)을 함유하고 약 1.7% 내외의 아연(Zn)을 함유한 동합금이었다. 또한 내재된 불순물이나 기공이 매우 적은 것으로 보아 당시의 소지금속인 동합금 주조기술이 상당한 수준임을 알 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.139-140
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• 2015

주석(Sn)은 뛰어난 유연성을 나타내기 때문에 접촉저항을 감소시킬 목적으로 전자부품과 전자기기의 도선과 단자를 피복하는데 사용된다. 하지만 특정한 조건에서 시간경과와 함께 위스커라는 침상결정이 발생하여 회로 단락을 초래하는 것이 문제이다. 위스커는 직선형, 굴곡형, 곡선형의 형태로 성장하며 직경은 $1{\mu}m$, 길이는 수백 ${\mu}m$에서부터 수 mm에 이른다. 발생 초기단계에서 성장이 정지된 작은 덩어리도 위스커와 함께 관찰된다. 주석도금 피막에서 발생하는 위스커는 1940년대 미국의 전화교환기 단락원인으로 널리 알려지게 되었다. 이러한 위스커를 억제하는 방법으로 주석-납 도금이 개발되었다. 주석-납 도금피막에서는 작은 덩어리가 다수 발생하는 반면에 위스커는 발생하지 않는다. 하지만 2006년 7월에 시행된 RoHS(Restriction of the use of certain Hazardous Substances) 지령에서 수은, 카드뮴, 6가 크롬 및 납은 유해물질로 지정되어 사용이 엄격히 규제되고 있다. 주석 도금피막의 위스커가 발생하고, 성장하는 원인으로 도금피막 내부의 압축응력과 전위, 산화피막, 도금피막-기판계면에서 발생하는 금속간화합물 주변의 변형을 들 수 있다. 본고에서는 도금하여 얻은 주석피막 표면에 형성된 위스커를 중심으로 증착피막과 주석도금 피막을 용융 응고하여 형성된 합금의 경시변화를 비교하고, 작은 덩어리와 위스커의 발생 및 성장 기구에 관하여 기술하였다.

• Korean Journal of Heritage: History & Science
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• v.54 no.1
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• pp.4-17
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• 2021

This study analyzed 19 samples of harness fittings and pendants, which were excavated in Tomb No. 15 in Songhyeon-dong, Changnyeong. Harness fittings and pendants are used for ostentation, rather than practicality, and were excavated from ancient tombs in Gaya culture. So, they are considered artifacts that compare the production techniques and raw materials. This study aimed to examine the production techniques and provenience studies of Bihwa Gaya, which is estimated to be from the 5th to 6th centuries. According to the research, harness fittings were made of pure copper and were gilded with Au·Ag alloys on their surfaces. Hg was detected together and plated with a mercury amalgam method. As a result of the pendant (fish scales-pattern, oval and fish-tail shape), analysis showed that Fe in the background metal, Cu in the middle layer, and Au and Ag on the surface were the main components. The method of adhesion between Cu and Au·Ag gilded layers are plated by a mercury amalgamation method. So, it was identified by the gilt-iron·gold·bronze technique. Since the pendant (heart shaped) is found to be the main component of Fe in the background metal and Ag in the surface layer, the metal was made gilt-iron·silver technique. The background metal and gilding were additionally fixed using a rivet. The raw materials of 3 harnesses excavated from Changnyeong are plotted in zone 2 in the southern Korean Peninsula. And 16 harnesses were plotted in Chinese copper ore by Mabuchi Hishao in the Chinese Peninsula.

• Journal of Conservation Science
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• v.33 no.2
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• pp.107-120
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• 2017

This research involves a gilding experiment using plum acid that has previously been reported to restore Geumdongsamjonpanbul excavated from Wolji, Gyeongju. Chromaticity analysis revealed that the yellowness of the samples was high, and the samples treated with acid for more than 10 minutes showed high brightness. SEM studies revealed that the sample subjected to amalgam application and immediate heating was rarely gilded with gold. When the amalgam application time was longer than 36 h, the gold layer observed was uneven. Therefore, the optimum amalgam application time was 12-24 h. EDS analysis showed that mercury content was ~5 wt.% for samples with an acid treatment time of 20 min, lower than that in other samples. Gold gilding was successful for the sample with amalgam application time of 24 h and acid treatment time of 20 min. This sample showed the high-resolution XPS peak corresponding to Au and retains a little Hg compared with the other samples. In other words, experimental and analytical results using plum acid showed that gilding was successful when acid treatment time was 20 min and amalgam application time was 24 h. Based on these results, Geumdongsamjonpanbul excavated from Wolji, Gyeongju can be restored.

• Journal of Conservation Science
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• v.28 no.1
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• pp.29-37
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• 2012

This study discusses a mercury amalgam gilding technique and examines how the color, surface and section of the gilt layer changes as the condition of heat treatment with mercury amalgam gilt object is changed. Some previous studies have mentioned reasons for various colors on gilt bronze artifacts depending on gilding manufacture and environment. However, reason for reddish color with gold on the artifacts' surface brought on high temperature corrosion has yet to be discussed and analyzed. A methodology was found in representing the mercury amalgam gilding technique and heat treatment test. According to the result of the heat treatment test, in the conditions of higher temperature and longer time, the oxidized layer on the gilt layer was distributed more widely and in the part when the oxide layer was eliminated, the gilt layer with a reddish color was observed. Moreover, in the surface observation of the specimen on which yellow and reddish colors were agitated, the changing aspects of its surface condition differed by colors. When investigated the section, it was observed that the void density and size became larger. After a test, the surface components changed; the temperature of heat treatment increased, component ratio of Hg and Au decreased gradually but component ratio of Cu increased. In regard to the gilt layer, as the time was longer and the temperature became higher for the heat treatment, the component ratio of Au and Cu by layers tended to change in inverse proportion. It is concluded that gilding techniques and the burial environment can make a difference in the surface color of the gilt layer on the gilt bronze artifacts, the high temperature corrosion that occurs by heat after they are manufactured is also one of the factors that affects their surface color.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 2003.03a
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• pp.42-43
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• 2003