• 보존과학연구
• /
• 통권32호
• /
• pp.155-170
• /
• 2011

본 고에서는 우리나라에서 발굴된 청동거울에 대해 합금비율과 금속조직 및 경도를 살펴보고, 각 유물별 주성분 분포를 그려본 후, 주례고공기 "周禮" "考工記" 중 감수지제(鑑燧之齊)의 조성비와 비교하고자 하였다. 연구 결과 청동거울은 비록 넓은 범위이지만 크게 두-세 그룹으로 나뉘는 것을 볼 수 있었다. 구리 70-80%에 15-20%의 주석을 함유하고 납은 5% 미만 들어있는 청동거울과, 주석의 함량이 20%-30%로 매우 많아 경도가 높고 금속의 흰색 광택이 좋은 청동거울, 구리 60-70%에 15-20%의 주석을 함유하고 있지만 납이 10-15% 이상 들어있는, 경도가 낮고 광택이 좋지 않은 청동거울로 나뉘어 진다. 중국 주시대의 고문헌 "주례(周禮)" "고공기(考工記)"중 감수지제(鑑燧之齊)의 주석 33%(50%) 보다는 적은 양의 주석을 함유하고 있었다. 아직까지 우리나라에서는 비파괴분석으로 분석된 유물을 제외한다면 감수지제(鑑燧之齊)의 주석이 함유된 청동거울은 발견되지 않았다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제46권1호
• /
• pp.208-227
• /
• 2013

본고에서는 더부골 고분군 출토 청동용기 27점에 대한 미세조직과 성분분석을 통해 고려 말 민간에서 사용된 청동용기의 제작방법과 기술체계의 변화를 살펴보았다. 본 연구대상 청동용기는 합금조성과 제작공정을 고려하여 네 가지 형식으로 나눌 수 있는데 1) 구리-주석(22% 정도) 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$고온단조${\rightarrow}$담금질, 2) 구리-주석(10% 이하)-납 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$서냉, 3) 구리-주석(10~20%)-납 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$담금질, 4) 구리-주석(10~20%)-납 합금을 이용한 주조${\rightarrow}$고온단조${\rightarrow}$담금질이 있다. 청동용기의 제작방법과 기술체계의 연구에 있어서 합금조성과 제작공정은 중요한 부분을 차지한다는 것이 본고에서 확인되었다. 합금조성에 있어서 납의 첨가는 담금질 처리온도, 불순개재물의 차이, 청동용기의 표면색상에 영향을 미친 것으로 판단된다. 담금질 처리는 납을 첨가한 경우 $586{\sim}520^{\circ}C$에서 실시되었고, 납을 포함하지 않은 경우 $799{\sim}586^{\circ}C$에서 수행되었다. 미세조직 내에 존재하는 불순개재물에서도 합금재료로서 납의 첨가 유무에 따라 셀레늄의 존재 유무가 나타났는데 이는 구리-주석(22% 정도) 합금의 경우 구리제련과정에서 이미 납이 포함되지 않은 구리광석을 사용했을 가능성을 제시한다. 또한 청동용기가 매장환경하에서 부식될 때 합금재료로서 납의 첨가 여부로 인해 표면색 차이가 나타나는 것으로 밝혀졌는데. 합금 조성에 따른 표면 색상분석에서 납이 첨가되면 청동용기의 표면색이 연녹색 또는 암녹색을 띠었고, 그렇지 않은 경우에는 암갈색 또는 검은색을 띠는 것으로 확인되었다. 제작공정에 있어서는 담금질 처리 유무에 따라 청동용기의 두께 차이가 나타났는데 주조 후 서냉시켜 만든 용기의 두께는 1mm 이상이었지만 담금질 과정이 포함된 용기의 두께는 대부분 1mm 이하였다. 제작공정은 사회적 분위기도 반영하는데, 고려 말 동과 숙련된 장인이 부족했지만 청동용기의 수요가 증가하면서 비싼 주석 대신 납을 사용하고, 고온에서 형태 가공을 하지 않고 짧은 시간에 대량으로 만들 수 있는 방법을 선택한 것으로 추정된다. 이번 연구결과는 고려시대 장인들이 여러 가지 합금비율에 따른 다양한 제작기법을 사용한 기술혁신으로 부족한 원료상황을 극복했다는 것을 보여준다. 최근 들어 많은 양의 청동용기들이 발굴 조사되고 있다. 본 연구는 적절한 분석방법을 통해 관련 기술 특성에 대한 지식뿐만 아니라 그러한 기술체계가 확립될 수밖에 없었던 사회적 배경에 대한 중요한 자료로 판단된다.

• 보존과학회지
• /
• 제22권
• /
• pp.87-98
• /
• 2008

본 연구는 한반도에서 출토된 총 24점의 청동거울을 대상으로 합금의 화학조성과 경면처리법에 대하여 주사전자현미경-에너지분산형분석기로 분석한 내용이다. 고려 고분군에서 출토된 2점의 유물을 제외하면 이들에 관련된 출토지나 제작시기는 알려져 있지 않다. 청동거울의 경면처리법으로는 주석함량이 높을 경우 합금자체가 은백색을 띠는 점을 이용하여 연마만으로 마무리하는 방법과, 주석과 수은을 이용하는 주석칠도금법이나 주석아말감도금법, 그리고 수은도금으로 피막처리를 하는 방법 등을 들 수 있다. 일부 거울에서는 경면뿐 아니라 문양면에도 피막처리가 수행된 흔적이 발견되었으며, 일부에서는 경면과 문양면에 서로 다른 처리가 적용된 예가 관찰되었다. 적용된 피막처리법을 추정함에 중요한 단서가 되는 수은의 존재는 거울의 표면에서는 물론 단면에서도 황화물 형태로 확인되었는데 이는 도금층이 결실된 경우에도 표면처리 여부는 물론 그에 적용된 방법에 관한 추정이 가능함을 의미한다. 앞으로 청동거울의 경면처리법에 대한 연구가 계속될 경우 기술의 시대별 또는 지역별 특성이 밝혀지게 될 것이며 이를 바탕으로 한반도에서 출토되는 청동거울의 제작시기나 제작지에 대한 추정이 가능할 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
• /
• 제10권1호
• /
• pp.31-37
• /
• 2001

부여 능산리절터 제3건물지(공방)의 북측 공방터에서 수습된 청동덩어리 시료 4개에 대한 금속학적 조사를 실시하였다. 시료 단면의 미세조직은 SEM을 이용하여 관찰하였고, 시료의 정성 및 정량분석은 EDS를 이용하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 절터 제3건 물지 내의 북측공방터에서 수습된 청동덩어리 시료 1과 시료 2는 동제련 과정에서 형성된 동피(matte)를 제련하여 만든 조동(粗銅)로 추정되고, 시료 3은 구리 제련 과정에서 만든 정동(精銅)에 주석만을 첨가하여 합금했을 가능성이 있는 Cu-Sn계 청동덩어리이고, 시료 4는 정동에 주석과 납을 함께 첨가하여 합금했을 가능성이 있는 Cu-Sn-Pb계의 청동덩어리였다. 이 제3건물지(공방)에서는 동광석을 제련하여 동피를 만들거나, 외부에서 반입된 동피를 녹여 조동을 만들고, 이것들을 다시 정련하여 정동을 만든 다음에, 주석과 납을 첨가시켜 조성이 다른 여러 가지 청동제품을 만든 것으로 추정된다.

• 박물관보존과학
• /
• 제28권
• /
• pp.89-108
• /
• 2022

국립중앙박물관 소장 금속활자는 약 50만자로 앞서 연구된 조선 금속활자에 기초해 갑인자(甲寅字)활자 33점, 을해자(乙亥字)병용한글활자 29점 등 조선 전기 금속활자 62점의 형태 조사, 비중을 측정하고 조성성분을 바탕으로 통계분석하였다. 갑인자활자 33점, 을해자병용한글활자 24점은 2성분계 청동(구리-주석)([A]그룹), 을해자병용 한글활자 5점 중 4점은 3성분계 청동(구리-주석-납)([B]그룹) 1점은 2성분계 청동(구리-주석)([C]그룹)으로 주석 함량이 높다. 본 연구에서 다수의 활자 성분 통계분석을 토대로 조선 후기 임진자(壬辰字)활자와 비교한 결과, 후기 활자는 구리 함량이 낮고 아연, 납 함량이 높은 특징이 있어 조선 전기와 후기 활자의 분류 가능성을 확인하였다.

• 보존과학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.417-425
• /
• 2014

구리에 다양한 비율의 주석을 혼합하여 청동합금을 제작하고 합금 비율에 따른 색도 변화를 분석하였다. 색도를 미세조직의 변화와 함께 분석한 결과, Cu-Sn 청동은 주석함량이 높아질수록 적 황색도를 나타내는 $a^*$와 $b^*$값은 감소하며 전체적인 백색도가 크게 증가하였다. 하지만 백색도와 밀접한 $L^*$값이 감소하는 특이한 현상을 보였다. Cu-Sn 청동의 미세조직 내에서 존재하는 ${\alpha}$상의 비율이 증가될수록 적 황색도가 높아졌고, ${\delta}$상의 비율이 증가할수록 $a^*$와 $b^*$값이 낮아졌다. 한편 동일한 성분 조성을 가진 Cu-22% Sn 청동을 다양한 열처리 조건으로 상변화를 일으킬 경우 주조 조직인 ${\alpha}+{\delta}$상과 담금질 조직인 ${\alpha}+{\gamma}$상, ${\alpha}+{\beta}$상에서 미세한 색도변화가 일어났다. 이는 동일한 조성의 합금도 다른 분율을 가진 미세조직을 생성시킴에 따라 색상 변화가 생길 수 있음을 보여준다. Cu-Sn 청동을 담금질할 경우, 합금 내에서의 미세조직 변화에 따른 적 황색도는 ${\alpha}$상, ${\beta}$상, ${\gamma}$상, ${\delta}$상의 순으로 감소하였다.

• 보존과학회지
• /
• 제26권2호
• /
• pp.143-148
• /
• 2010

본 연구에서는 경주 봉길리에서 출토된 청동검 한 점의 미세조직과 화학성분을 분석하였다. 그 결과 이 동검에는 납이 포함되지 않은 주석함량 10%의 청동합금이 사용되었으며 제작과정에 두드림 공정이 적용된 것으로 밝혀졌다. 지금까지 보고된 한반도 출토 동검의 절대다수가 납 청동을 주조하여 제작된 것임을 고려할 때 무연청동에 두드림 공정을 적용하였다는 점에서 본 동검은 다른 것들과 구별된다. 이 동검은 고고학적 가치가 큰 희귀한 자료로서 고대 경주지방에 독특한 청동기 기술을 구사하는 집단의 존재 가능성을 시사한다.

• 한국재료학회지
• /
• 제5권4호
• /
• pp.490-500
• /
• 1995

다이아몬드와는 달리 CBN은 철족 재료 연삭시 화학적 마모가 거의 없다. 이러한 장점으로 인해 CBN휠이 철강 재료 연삭에 널리 사용되고 잇는 것이다. 그러나 CBN 휠의 성능은 CBN을 붙잡고 있는 결합제에 크게 의존한다. 오늘날 널리 사용되는 결합제인 주석 청동 합금은 내마모성에 한계가 있다. 주석 청동 합금의 내마모성을 증대시키기 위해 Co를 첨가하였다. 이러한 기지합금에 젖음성을 향사시키기위해 Co코팅 CBN을 사용하였다. 기지합금에 20%co를 첨가한 것이 입계에서 연속적인 $\delta$상생성, 취성 증가에 따라 자생작용이 활발하였다. 가장 높은 연삭비를 나타낸 것은 Cu-15wt%Sn, cu-33wt%Sn, co를 40:40:20으로 제작한 휠이었다.

• 보존과학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.175-184
• /
• 2012

본 연구는 몽골 도르릭나르스 유적 2호, 3호 및 4호분에서 출토된 청동제 및 금제 유물에 대한 과학적 분석 결과로부터 각 유적 출토품의 특징을 알아보는데 그 목적이 있다. 몽골의 흉노무덤인 도르릭나르스 유적 2호, 3호 및 4호분은 비교적 소형이고, 도굴 된 상태였음에도 불구하고 많은 유물이 다양하게 출토되었다. 특히 출토 유물에는 중국계 유물과 북방계 유물이 공존하고 있어 매우 중요한 유적으로 평가되고 있다. 먼저 청동 용기류의 경우 중국제인 한경이나 일산살 꼭지의 성분 조성과는 달리 주석에 비하여 납의 함유량이 높은 특징을 보였는데, 특히 2호의 청동쟁반, 청동등잔 그리고 4호의 청동솥의 경우는 주석이 1wt% 정도로 적게 함유되어 있어 Cu-Pb의 2원계 합금 조성을 보였다. 금제품의 경우는 2호분 장식품의 제작에 비교적 높은 순도의 금이 사용된 것으로 조사되었으며, 금제 누금 장식의 금 알갱이의 접합에는 금과 구리를 합금한 금땜이 사용되었거나 확산접합(말라카이트나 산화구리 화합물 가루를 사용함)에 의하여 접합했을 가능성이 높았다. 향후 몽골지역 뿐만 아니라 다른 지역의 흉노 무덤 출토품에 대한 과학적 조사 및 분석이 더 많이 진행된다면 흉노 문화에 대한 더 많은 문제들을 해결할 수 있는 실마리를 제공하게 될 것이다.

• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제49권3호
• /
• pp.4-11
• /
• 2016

본 연구에서는 태안 마도해역에서 출수된 고려시대 청동숟가락 8점의 양식을 비교하고, 생산지와 출수지와의 관계를 파악하기 위한 성분분석 및 납동위원소비 분석을 실시하였다. 출수 청동숟가락의 술잎은 대부분이 타원형이었으며 술총은 능형과 연미형으로 구분된다. 청동숟가락은 구리(Cu)와 주석(Sn)의 2원계 합금으로 제작되어 납(Pb)이 인위적으로 첨가되지 않음을 확인할 수 있다. 같은 유물일지라도 시험편 채취 후 분석위치에 따라 미량원소 성분변화가 다르게 나타남을 알 수 있으며, 미량원소 중 은(Ag)이 높게 부화되는 것을 확인할 수 있다. 출수 청동숟가락의 납동위원소비 분석결과 충청남북도, 전라남북도를 포함하는 zone 3에서 원료를 공급 받았음을 알 수 있다. 청동제작에 사용되는 원료 광석의 미량원소 분석결과가 축적된다면 납동위원소비와 더불어 산지추정에 좋은 인자가 될 것으로 사료된다.