• 보존과학연구
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• 통권32호
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• pp.89-98
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• 2011

철 부식화합물은 부식인자들과 함께 다양한 결정구조를 가지며 2가지 이상의 부식화합물들이 혼합되어 존재하므로 각각의 특성을 밝혀내기가 매우 어렵다. 본 연구는 표준 철 부식물을 대상으로 Raman Micro-Spectroscopy 분석을 실시하여 표준 Raman Data 확보를 목적으로 수행하였다. 표준 철 부식물에 대한 신뢰성을 향상시키기 위하여 SEM-EDS 분석과 XRD 분석을 추가로 실시하였다. SEM-EDS 분석결과 모두 표준 철 부식물의 구성성분과 일치하였으나 Goethite의 경우 철 이외의 비철금속 성분이 검출되었다. XRD 분석 결과 모두 표준 철 부식물의 구조와 일치 하였으나 Iron sulfate($FeSO_4{\cdot}6H_2O$)의 경우 Rozenite($FeSO_4{\cdot}4H_2O$)로 확인되었다. Raman Micro-Spectroscopy 분석결과 기존에 연구되었던 수산화철, 산화철의 Wavenumber에서 새로운 peak이 발견되었는데 이는 레이저 파장의 변화에 따른 것으로 사료 된다. 염화철과 황산철에서 Wavenumber가 새롭게 확인되어 표준 Raman Data 8건을 확보하였다. Raman Micro-Spectroscopy는 적은양의 시료를 이용하여 물질의 특성과 구조를 비교적 간단하게 분석 할 수 있어 미세한 부분이나 시료의 양이 한정된 문화재에 활용도가 높을 것으로 판단된다.

• 보존과학회지
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• 제29권3호
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• pp.287-296
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• 2013

발굴된 철제유물은 다양한 부식화합물 형태로 발견되며 보존처리 과정을 거쳐 안정한 상태로 보관된다. 하지만 보존처리 후 재부식이 발생하면 철제유물의 심각한 손상이 발생하여 근본적인 대책이 필요하다. 본 연구는 철제유물재부식에 따른 부식화합물의 유형과 특성을 과학적으로 분석하고 표준 철 산화물을 재부식 환경에 노출시켜 부식화합물의 안정성을 평가 하였다. 재부식 실험 결과 철제유물의 균열부위에서 적갈색의 위핑(weeping)이 발생하면서 재부식이 진행되었다. 위핑은 높은 염화 이온과 낮은 수소이온 농도를 가지고 있었으며 최종 부식화합물로서 akagan$\acute{e}$ite가 검출되었다. 위핑에 의한 부식안정성을 평가하기 위하여 goethite, lepidocrocite, hematite, magnetite 표준 철 산화물을 선정하여 HCl(pH 1), $H_2SO_4$(pH 1), $H_2O$(pH 6) 용액에 침적한 후 20%, 50%, 80%의 상대습도에서 180일 동안 유지하며 성분 변화를 알아보았다. 분석 결과 goethite, lepidocrocite, hematite에서는 성분변화가 확인되지 않았지만 magnetite는 염화 이온($Cl^-$)이 함유된 용액에서 lepidocrocite로 황산이온($SO{_4}^{2-}$)이 함유된 용액에서는 goethite, lepidocrocite로 성분이 변화하였다. 실험 결과 비교적 안정한 부식화합물로 알려진 magnetite는 부식성 이온에 의해 부식이 진행되는 것을 확인할 수 있었다. 이는 철제유물에 생성된 위핑이 금속소지 뿐만 아니라 magnetite도 부식 시킬 수 있음을 의미한다.