• 보존과학회지
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• 제28권4호
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• pp.417-425
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• 2012

청동기시대 청동잔무늬거울은 당대 최고의 합금, 주조기술과 최고 경지의 수공예 세공기술, 조형 수준을 보여주는 것으로, 이번에 시도된 국보 제141호와 제143호 청동잔무늬거울의 복원 제작기술에는 밀랍주조법과 주물사주조법을 사용하였다. 또한 복원된 청동잔무늬거울을 대상으로 주성분분석, 미세조직, X-ray 촬영, SEM-EDS 분석을 실시하였다. 주물사주조법으로 주조한 청동거울은 내부의 공석상은 거의 존재하지 않는 ${\alpha}$ 수지상조직만이 관찰되며, 밀랍주조법의 경우는 ${\alpha}$ 수지상 사이로 공석상이 존재함을 확인할 수 있다. 복원 청동거울 분석을 통한 밀랍주조법과 주물사주조법을 상호 비교해 보면 대체로 주물사주조법이 밀랍주조법에 비하여 주조성이 좋고 냉각속도가 늦어 더 선명하고 균일한 청동거울을 얻을 수 있는 것으로 보인다. 이상과 같이 밀랍주조법과 주물사주조법으로 주조한 청동거울은 서로 큰 차이가 있음을 복원한 청동거울들과 미세조직 분석을 통하여 확인할 수 있었다. 앞으로도 이러한 연구가 계속적으로 진행되어 고대 청동거울들의 제작기법을 다양한 방법으로 규명할 수 있는 기회가 되었으면 한다.

• 한국주조공학회지
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• 제19권6호
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• pp.484-492
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• 1999

The microstructures and mechanical properties of high strength yellow brass, Al bronze and Sn bronze alloys fabricated by gravity die casting and squeeze casting were investigated. A rapid cooling of casting was enhanced by pressure applied during solidification of Cu alloys, the cooling rate of casting was more great for high strength yellow brass alloy than other Cu alloys. Grain size and phases of the squeeze cast products become refined to 1/2 level compared to gravity die castings. Squeeze cast Al bronze and high strength yellow brass has about 10-20% higher yield and tensile strength and slighter decreased or nearly same elongation, compared to gravity die cast ones. Sn bronze has nearly same strength and hardness, but shows increased in elongation, compared to gravity die cast ones.

• 보존과학회지
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• 제37권4호
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• pp.340-356
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• 2021

We have tried the experimental research of lost-wax casting to reconstruct Gilt-Bronze Pensive Bodhisattva; preliminary and reconstruction experiment based on ancient texts. Main object to reconstruct is Korean National Treasure No.83, Gilt-Bronze Pensive Bodhisattva (Maitreya), then we measure alloy ratio and casting method based on the scientific analysis. Other impurities were removed from the base metal components(copper : tin : lead) and their ratio was set to 95.5 : 6.5 : 3 where the ratios for tin and lead were increased by 2.5% each. The piece-mold casting method was used, and piece-mold casting experiments were carried out twice in this study but supplementary research on piece-mold casting was necessary. The microstructure was confirmed to be typical cast microstructure and the component analysis result was similar to that of the prior study. Analysis of the chemical composition is confirmed to copper, tin, lead, and zinc, and the chemical composition of the matrix was 87.8%Cu-7.5%Sn-2.7%Pb-2.1%Zn, and similar to previous experimental research. Also resulted in the detection of small impurity in Zn. Analysis of the mould revealed that the mould was fabricated by adding quartz and organic matter for structural stability, fire resistance, and air permeability. We expect that our research will contribute to provide base data for advanced researches in future.

• 한국기계연구소 소보
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• 통권17호
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• pp.111-123
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• 1987

Two dimensional computer simulation of solidification behavior using FDM as simulation tool was applied to AI-bronze casting. By the comparison of computer simulation with the experimental results, it was showed that the final shrinkage position and solidification time are good accordance with results of computer simulation. It is expected that this software will be widely applied to casting design or rise ring for directional solidification.

• 보존과학회지
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• 제1권1호
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• pp.27-39
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• 1992

Metallurgical studies of the bronze artifacts excavated from Miruksa Temple were performed by chemical analysis and metallographic observation. Alloy systems of the bronze artifacts were classified into two groups of Cu-Sn and Cu-Sn-Pb, according to the items. The contents of impurities such as Sb, As, Ni and Fe in bronze artifacts are within the limiting range of the mod ern standard bronze castings. Chemical compositions of the kitchen utensils such as bronze vessels and dishes in the Unified Silla dynasty, are in the follow ing range, Cu : 74.8-79.4% and Sn : 18.6-21.1%. Chemical composition of the Buddha-image in Koryo dynasty are 820Cu-7.0Sn-10.3Pb, showing increased Pb content and decreased Sn content. The results of chemical analysis suggest that the chemical compositions were good controlled. Any casting defects such as voids and shrinkage holes are not found microscopically, indicating high casting skill. Zinc atoms are not contained in the all bronze artifacts of Miruksa Temple site. This is the common facts founded in the east asian bronze artifacts of Korea, China and Japan. It is comparable with the European bronze of Cu-Sn-Pb-Zn system, after the Middle Age.

• 한국주조공학회지
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• 제20권5호
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• pp.316-322
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• 2000

Effect of surface roughness and microstructure of the specimen on tensile properties of Ni-Al bronze casting has been investigated. surface roughnesses of the tensile test specimen of interest are in range of 0.1 to 2.0 ${\mu}m$ in Ra obtained by changing machining conditions. Fracture of the Ni-Al bronze casting initiated at the surface and propagated in a brittle manner during tensile tests. Tensile elongation value of the casting was strongly dependent on the surface roughness range studied, while tensile and yield strengths were almost independent on it. The elongation value was almost constant up to the surface roughness of 1.0 ${\mu}m$ in Ra, and then decreased in a linear manner with an increase in Ra value up to 2.0 ${\mu}m$. However, tensile strength and hardness were strongly dependent on the microstructure, especially ${\alpha}$ phase fraction, and were decreased with increasing ${\alpha}$ phase fraction in microstructure. It is, therefore, recommended that decrease of surface roughness up to 1.0 ${\mu}m$ in Ra, shrinkage porosity and ${\alpha}$ phase are required in order to obtain good tensile properties for Ni-Al bronze casting.

• 보존과학회지
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• 제37권1호
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• pp.25-33
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• 2021

To extend the application of digital technology to the replication of artifacts, meticulous details of the process and the diversity of three-dimensional (3D) printing output materials need to be supplemented. Thus, in this study, a bronze mirror with Hwangbichangcheon inscription was digitalized by 3D scanning, converted into a voxel model, and virtual conservation treatment was performed using a haptic device. Furthermore, the digital mold of the bronze mirror completed by Boolean modeling was printed using a 3D sand-printer. Such contactless replication based on digital technology reflects the stability, precision, expressivity, collectivity, durability, and economic feasibility of artifacts. Its application can be further extended to cultural products as well as such areas as education, exhibition, and research. It is expected to be in high demand for metal artifacts that require casting. If empirical studies through experimental research on casting are supplemented in the future, it could extend the application of digital technology-based contactless replication methods.

• 박물관보존과학
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• 제23권
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• pp.1-16
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• 2020

이 논문에서는 부여 규암리 출토 '금동관음보살입상(국보 제293호, M335번)' 1점을 현미경으로 확대 관찰하여 제작기법을 확인하였고, XRF 성분분석과 Hard X-선 조사로 구성 성분과 불상 표면 처리 방법, 주조법을 확인하였다. 이 불상은 연화대좌 위에 직립하는 보살상이다. 불상 양 측면으로 흘러내린 천의와 대좌에 표현된 연화문의 모양을 볼 때 7세기 이후에 만들어진 불상의 특징을 하고 있다. 대좌 안쪽에서 내형과 외형을 고정시키기 위한 틀잡이와 주물의 주입 흔적이 관찰되었다. 또한, 주조기법은 팔과 대좌 부분에 청동 주물시 형성된 기포가 확인되어 이를 종합해 볼 때 고대 중소형 금동불 제작에 많이 사용되는 밀납주조법으로 제작한 것으로 판단된다. 성분분석 결과, 불상 내부에서는 시기적으로 6~7세기에 많이 나타나는 구리(Cu)-주석(Sn)-납(Pb) 계열의 3원계 합금을 사용한 것으로 확인되며 이는 금속을 합금하여 주조를 쉽게 하고 불상에 표현된 문양 및 장식을 선명하게 표현하고자 하는 의도로 추정된다. 불상 표면에서는 수은(Hg)이 검출되어 금(Au)을 수은(Hg)에 용해시켜 도금하는 방식인 아말감도금기법을 사용했던 것으로 추정되며 이러한 도금방법은 고대 한반도에서 제작된 소형 금동불에서 주로 확인되는 불상의 도금 방식이다.

• 디자인학연구
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• 제16권2호
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• pp.291-300
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• 2003

동합금을 이용한 금속공예기법에는 성형기법 세공기법이 있다. 이러한 기법에는 주조기법(Metal casting)과 단금기법이 있는데, 주조기법에는 사형(Sand mould, 토범-중국은 도범, 일본은 물형, 납형), 석형, 안틀 끼우기(입형)와 안틀 깎기(삭중형) 등이 있다. 단금기법에는 단조기법 추기기법, 판금기법 등이 조사되었으며, 세공(장식)기법으로는 조금기법, 선조기법, 점선조기법 등이 조사되었다. 이와 더불어 모조기법, 축조기법, 어자문기법과 세선 세공 및 세입세공을 바탕으로 하는 누금세공기법이 주로 사용 되었음이 밝혀지고 있다. 한국의 전통적인 동합금의 방식에 있어서도 성형기법과 세공기법을 주로 사용하는 특성이 있다. 한국에서는 전통적으로 청동을 사용하여 합금을 시도한 바 있으며, 일본의 경우는 자입착색법을 바탕으로 하는 방식을 주로 하여 제작하며, 중국의 경우는 청동합금기술을 바탕으로 하는 방식을 선호하여 제작하였다. 합금방식에 있어서는 3국 모두 각기 독특한 방식을 사용하고 있으나, 한국의 경우는 청동을 주로 사용하되 현대에 와서는 동합금을 주로 사용하고 일본의 경우는 시부이치와 샤큐도우를 주로 사용하여 착색을 시도하여 그 표현방식이 독특하게 이루어 졌다. 중국의 경우는 동을 사용하되 황동과 백동을 주로 사용하여 특징적인 작품세계를 구축하였다.

• 보존과학회지
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• 제36권2호
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• pp.123-142
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• 2020

고문헌 조사를 토대로 밀랍주조법을 이용한 사전실험, 재현실험을 통해 청동반가사유상의 복원 연구를 실시하였다. 복원대상은 국보 제83호 금동미륵보살반가사유상으로, 이에 대한 과학적 분석결과를 바탕으로 합금비, 주조방법 등을 설정하였다. 사전실험에서 합금비는 구리:주석:납=95.5:4.0:0.5로 설정하였으나, 본실험에서는 기화량을 감안하여 납과 주석을 각각 2.5%씩 증량하여 장입하였다. 밀랍주조법을 적용하였으며, 본실험에서는 밀랍 경도 실험을 실시하여 송진 30%를 투입하였을 때 적정 강도를 가짐을 알 수 있었다. 미세조직은 일반적인 주조조직(α-Cu, δ)이 확인되었고, 성분분석 결과 선행연구와 유사한 양상을 나타내었다. 거푸집 분석결과, 구조적 안정성과 내화성을 위해 석영 비짐을 넣었으며, 다수의 유기물이 확인되었다. 본 연구가 향후 청동반가사유상의 전통주조법과 복원기술 연구에 대한 기초 자료로 활용될 것을 기대한다.