• 헤리티지:역사와 과학
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• 제49권2호
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• pp.172-189
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• 2016

본 연구에서는 "오주서종박물고변(五洲書種博物考辯)", "천공개물(天工開物)" 등 고문헌에 기록된 오동 재료와 합금비, 주조 시설, 주조법 등을 확인하고 이를 기초자료로 활용하여 오동상감기법으로 장도를 제작하였다. 오동상감기법 장도 제작은 크게 오동 합금, 은땜 합금, 오동판과 은판 제작, 칼자루와 칼집 제작, 장도의 장석인 두겁 및 부속품 제작, 오동 상감, 조립의 순으로 진행하였다. 오동의 합금은 "오주서종박물고변"에 보이는 상품(上品)으로 전통방식의 진오동(眞烏銅) 합금비인 구리와 금을 20:1의 중량비로 하였다. 은땜의 합금은 상감된 문양에 사용한 경우 은과 황동(Cu 7 : Zn 3)을 중량비 5:1로, 단순 접합 사용한 경우에는 은과 황동을 중량비 5:2로 합금하여 은땜판을 제작하였다. 칼집과 칼자루 제작은 진오동 합금비로 만든 오동 괴를 풀림과 단조작업을 실시하여 오동판의 두께를 0.6mm로, 오동의 뒷면인 은판도 두께 0.6mm로 제작한 뒤, 오동판과 은판 접합, 풀림과 단조, 오동판에 문양 새기기, 은 상감하기, 오동판으로 칼집과 칼자루 모양잡기, 은땜으로 접합하기, 연마 및 광택내기 등의 과정을 거쳐 완성하였다. 붉은색의 오동판 표면을 검은색으로 부식시키는 '오동 살리기(발색하기)'는 오동 합금의 품위에 따라 발색 효과가 차이가 난다. 한지를 30일 정도 썩힌 인뇨(人尿)에 적셔 칼집과 칼자루 등에 감아 따뜻한 곳($25^{\circ}C$ 이상)에 두고 2~3시간이 경과하면 오동판의 겉면만 검은색으로 발색되고 은이 상감된 문양은 그대로 있어 오동상감기법을 재현할 수 있었다. 오동상감 복원에 사용했던 오동판, 은판, 은땜판의 합금성분과 오동의 표면 발색성분을 알기 위해 과학분석을 실시하였다. 오동 합금 분석(시료 2개)결과 고문헌 기록(Cu 95wt%, Au 5wt%)과 평균성분비가 유사한 Cu 95.57wt%, Au 4.16wt%과 차이가 있는 Cu 98.04wt%, Au 1.95wt%로 검출되었는데, 전자는 오동판 가공에 성공률이 높은 반면, 후자는 가공과정에서 터지는 등의 실패가 있었다. 오동판과 은판이 부착된 시료의 성분분석 결과 은판 부분은 Ag 100wt%로 검출되었고, 오동판과 은판이 접합된 부분은 Cu, Ag, Au가 모두 검출되어 접합이 잘 되었음을 확인할 수 있었다. 은과 황동을 합금한 은땜판은 분석결과 Ag 성분이 다양하게 검출되고 있어 성분비와 관계없이 매우 불균질하게 섞여있음을 관찰하였다. 오동판에 검은색으로 발색된 부분의 성분분석 결과 소지 금속에서 검출되지 않았던 S의 함량이 검출되어 S의 함량이 오동 색상에 영향을 미친 것으로 판단되었다. 향후 발색에 대한 정확한 메커니즘을 밝히기 위해서는 추가적인 화합물, 색도 및 재현 연구 등 추가연구가 필요하다. 이번 연구를 통해 시도 및 확인된 고문헌 속의 오동합금 실험 및 재현, 오동상감기법에 의한 장도제작, 오동판 검은색 발색 메커니즘의 과학 분석결과 등은 오동상감기법의 복원을 위한 중요한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 구강회복응용과학지
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• 제27권4호
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• pp.343-358
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• 2011

임플랜트 치료가 보편화되고, 다양한 형태와 재료의 상부 구조물이 보급되었다. 그리고 실패에 대한 보고도 다양하며, 그 중 지대나사의 풀림현상이 가장 흔하다고 지적되고 있다. 본 연구는 외부연결구조와 내부연결구조 임플랜트에 의해 지지되는 상부 구조물을 나사로 연결할 때, 세 가지 나사조임순서와 두 가지 나사조임방법에 따른 나사의 풀림 토크값을 비교하여 나사조임순서와 나사조임방법이 서로 다른 연결구조에 따라 나사풀림현상에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 완전 무치악 하악모형을 자가중합형 아크릴릭 레진으로 제작하고 이공간 부위에 중심간 거리가 약 15 mm 되도록 네 개의 임플랜트 고정체 유사체를 고정한 후 바 타입으로 납형 형성하여 상부 구조물을 주조 제작하였다. 상부 구조물과 정확한 적합이 되는 주모형을 제작한 후 연결 인상법으로 외부연결구조, 내부연결구조를 가지는 연구모형을 각각 5개씩 제작하였다. 각 모형에서 각 나사의 풀림 토크값을 가장 왼쪽에 조여지는 나사를 1번 나사로 하고 가장 오른쪽의 나사를 4번 나사로 명명하였다. 먼저, 나사조임순서의 영향을 알아보기 위해 1-2-3-4, 2-3-1-4, 2-4-3-1의 순서로 15 Ncm의 힘으로 조이고, 다시 같은 순서로 최종 조임토크값인 30 Ncm까지 조인 후 (2-step 방법) 각 나사의 풀림 토크값을 측정하였다. 또한 나사조임방법의 영향을 알아보기 위해 2-3-1-4의 순서로 한 번에 최종 조임토크값인 30 Ncm까지 조인 후 (1-step 방법) 각 나사의 풀림 토크값을 측정하여 같은 순서 (2-3-1-4)의 2-step 방법과 비교하였다. 세 가지 나사조임순서에 따른 나사의 풀림 토크값은 외부연결구조에서 2-3-1-4군이 2-4-3-1군보다 유의하게 낮았다 (p<0.05). 그리고 내부연결구조에서도 2-3-1-4군이 2-4-3-1군과 1-2-3-4군보다 유의하게 낮았다 (p<0.05). 또한 나사조임순서와 무관하게 몇 번째 조여진 나사인지에 따른 풀림 토크값을 비교해 본 결과, 외부연결구조에서는 처음에 조여진 나사가 두 번째 조여진 나사보다 유의하게 높았으나 (p<0.05), 내부연결구조에서는 처음에 조여진 나사에서부터 마지막에 조여진 나사 간에 차이가 없었다. 그리고 두 가지 나사조임방법 간에는 외부연결구조와 내부연결구조 모두에서 통계학적으로 유의한 차이가 없었다. 연결구조에 대한 비교에서 외부연결구조와 내부연결구조의 풀림 토크값은 각각 16.27 Ncm, 14.25 Ncm 였으며, 통계적으로 유의한 차이가 나타났다 (p<0.05). 다수 임플랜트에 의해 지지되는 상부 구조물을 나사로 연결할 때, 나사조임순서에 따라 차이가 있었으며, 가운데부터 조인 경우에서 풀림 토크값이 낮았고, 연결구조 간에도 차이가 있었다. 풀림 토크값에 미치는 요인에 대해 좀 더 상세히 분석할 필요가 있으며, 하중 조건에서의 부가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 구강회복응용과학지
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• 제25권3호
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• pp.225-235
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• 2009

최근 심미 치과 수복이 발달하게 되면서 치은 연상 변연을 가진 전부 도재 수복물을 하게 되는 경우 섬유 강화 포스트는 자연치와 유사한 반투명성을 보여 더욱 심미적으로 보이게 해준다. 섬유 강화 포스트인 석영 섬유 포스트와 유리 섬유 포스트로 수복시 코어 축성 방법을 달리한 5가지 군으로 분류하여 각 방법에 따른 파절강도를 비교하였다. 발치된 45개의 치아를 사용하여 모두 근관치료를 시행하고 CEJ 상방 1mm 부위에서 치축에 수직이 되도록 주수하에 치관부를 절삭하였다. A, B, C군은 #1 D.T. $Light-post^{(R)}$를 사용하였고, D, E군은 #1.5 $LuxaPost^{(R)}$를 사용하였다. A군은 제조사의 지시대로 D.T. $Light-post^{(R)}$와 시멘트로는 $DUO-LINK^{TM}$을 코어로는 $LIGHT-CORE^{TM}$을 사용하였다. B군은 시멘트와 코어로 $DUO-LINK^{TM}$을 포스트 접착 후 코어를 축성하는 이 단계 방법을 사용하였고, C군은 시멘트와 코어로 $DUO-LINK^{TM}$를 사용하면서 포스트 접착과 코어 축성을 동시에 시행하는 일단계 방법을 사용하였다. D군은 시멘트와 코어로 $LuxaCore^{(R)}-Dual$을 이단계 방법으로 축성하고, E군은 일단계 방법으로 축성하였다. ferrule 0mm로 치관을 삭제하여 금속관으로 수복 후 $45^{\circ}$로 기울여 CEJ 하방 2mm 까지 매몰 후 crosshead speed 1mm/min로 파절 강도를 측정하였다. 파절강도는 A, B, D, E, C군 순으로 작은 값을 나타냈으며 통계적 유의성은 없었다. B군에서만 치근 파절이 나타났으며 모두 재수복이 불가능한 파절이었다. 파절 양상은 모든 군에서 코어/치근 파절이 절반 이상 나타났으며, B와 D군에서는 대부분 재수복이 불가능한 파절이었다. 실험에서 나타난 결과로 미루어 섬유 강화 포스트나 코어의 종류 그리고 코어 축성 방법이 치아 파절 강도와는 큰 연관성이 없는 것으로 보인다. 파절 양상을 보면 섬유 강화 포스트를 사용했음에도 불구하고 재수복이 불가능한 경우가 절반 이상 나타났으며, 이단계 방법으로 코어를 축성한 군에서 그 수가 더 많은 것으로 보아 일단계 방법으로 코어를 축성하는 것이 재수복의 가능성을 고려해 볼 때 임상적으로 사용 가능한 효율적인 방법이라고 사료된다.

• 대한치과보철학회지
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• 제52권2호
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• pp.67-73
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• 2014

연구 목적: 본 연구의 목적은 주조, 3-D printing laser sintered 및CAD/CAM technology를 이용한 milling 방법으로 제작된 치과용 코발트-크롬 합금의 기계적 물성을 비교하고 파절 단면의 미세 구조를 살펴보는 데 있다. 이를 통해 새롭게 소개된 제작 기법 - 3D-printing laser sintered - 이 치과용 합금 제작으로 적합한 지 알아보고자 한다. 연구 재료 및 방법: 36개의 flat disc 모양의 시편을 제작하여 제작 방법에 따라 세 집단으로 나누었다; 주조 방식으로 제작한 12개, laser sintering 방법으로 12개, CAD/CAM milling 방법으로 12개의 시편을 제작하여 표면 경도 시험을 시행하였다. 또한 각 집단 별로 12개의 dumbbell 모양의 시편을 제작하여 인장 강도 시험을 시행하였다. 통계량이 비모 수적 통계 분포를 보였으므로 Kruskal-Wallis 검정을 이용하여 각 실험군의 인장 강도 시험 결과를 비교했으며, 통계적 유의 수준은P=.05로 설정하여 Mann-Whitney 및 Bonferroni 사후 검정을 시행하였다. 전자 주사 현미경을 사용하여 파절 단면의 미세 구조를 관찰하였다. 결과: Vickers hardness test에서 세 집단간에 모두 유의한 차이가 있었고, 주조 방식으로 제작된 실험군에서 가장 큰 표면 경도(455.88 Hv)가, CAD/CAM milling으로 제작된 실험군에서 가장 낮은 표면 경도(243.40 Hv)를 나타냈다. 최대 인장 강도, 0.2% 항복강도, elongation 및 elastic modulus에서 세 집단간에 모두 유의한 차이가 나타났으며, CAD/CAM milling으로 제작한 실험군에서 가장 높은 최대 인장 강도(1442.94 MPa)가, laser sintered 실험군에서 가장 큰 0.2% 항복 강도(1136.15 MPa)가 나타났다. 파절 단면의 전자 주사 현미경 관찰 결과, 주조 시편에서는 독특한 성긴 모양과 전형적인 주조 다공성 구조가 관찰되었고, laser sintered 시편에서는 편평한 면을 동반한 거친 결정 구조가, 그리고 milled 시편에서는 균일하고 규칙적인 치밀 미세 구조가 나타났다. 결론: 서로 다른 제작 방법은 코발트-크롬 합금의 물리적 성질과 파절 단면의 미세 구조에 영향을 미쳤다. 주조 방식으로 제작된 시편에서 가장 큰 표면 경도가, milling으로 제작된 시편에서 가장 큰 인장 강도를 나타냈으며, 본 연구의 모든 실험군에서 치과용 합금의 ISO 기준에 부합하는 물성을 보였다.

• 보존과학회지
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• 제30권3호
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• pp.263-275
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• 2014

천마총(황남동 제 155호 고분)에서 출토된 철부(鐵釜)의 제작기법 및 보존처리에 대하여 연구하고자 하였다. 철부의 제작기법을 조사하기 위하여 유물 중 일부를 채취하여 마운팅 후 연마하고, etching을 실시하여 금속조직을 관찰하였고, 비금속개재물부분은 SEM-EDS로 분석을 실시하였다. 금속학적 조직검사와 SEM-EDS분석 결과 철 솥은 백주철 조직이 관찰되었고, 주조 후 상온에서 서서히 건조시킨 것으로 보이며, 취성을 개선하기 위해 별다른 열처리를 시도한 흔적은 보이지 않는다. 몸통 중심부의 폭3cm 두께 1.5cm 전이 확인됨에 따라서 가로식 거푸집을 활용한 이분제작기법을 사용하여 주조한 것으로 추정된다. 이처럼 백주철 조직과 가로식 거푸집을 활용한 제작기법은 비슷한 시기인 식리총과 황남대총에서 출토 된 철 솥에서도 나타나는 것으로, 당시 주조품의 생산기술이 동일하였음을 알 수 있었다. 보존처리는 크게 처리전조사, 이물질제거, 탈염처리, 강화처리, 접합 복원, 색맞춤의 순서로 진행하였으며, 처리과정 중 필요에 따라 세척 및 건조를 실시하였다. 강화처리는 유물의 크기로 인하여 진공함침에 어려움이 있었으므로, 저농도의 Paraloid NAD-10을 2-3차례 붓으로 도포하였고, 보존처리가 완료된 후 15wt.% Paraloid NAD-10용액으로 표면을 재강화하였다. 파손부위의 복원은 섬유강화플라스틱 수지(POLYCOAT FH-245,몰드 적층용)를 사용하여 파손 부위와 유사한 형태의 모형을 만든 후 접합하여 복원하였다. 이번 연구를 통하여 철제유물의 보존처리뿐만 아니라 5-6세기 주조 철솥의 제작기법에 대한 자료를 축적함으로 향후 보다 나은 연구를 위한 발판으로 활용되었으면 한다.

• 전기화학회지
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• 제9권3호
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• pp.124-131
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• 2006

기존의 용융탄산염 연료전지용 연료극인 Ni-Cr전극은 제조과정이 복잡하며, 운전조건에서 전극의 소결과 creep현상으로 인하여 전극의 기공률과 두께가 감소하는 문제점이 있어 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 이에 본 연구에서는 Ni-Cr계 전극보다 creep저항성이 우수하다고 알려져 있는 Ni-Al계 합금을 사용하였다. 또한 공정의 단순화로 비용을 절감시키기 위해, 소성과정을 제외하고 tape casting과 건조과정을 거친 green sheet를 단위전지에 장착하여 전처리 과정 중에 소결시키는 in-situ 소결법에 대해 연구하였다. 그러나 기존의 전처리 방법을 이용한 단위전지 평가에서 Ni-Al 합금의 상분리 현상으로 인해 기대하였던 creep저항성 향상을 확인하지 못했고, 운전중 Ni-Al합금 연료극에 단위전지의 구성요소인 matrix 기공크기보다 작은 기공(${\leq}0.4{\mu}m$)이 다량 생성되어 전해질 재분배를 일으켜 성능이 하락하는 문제점이 나타났다. 따라서 이러한 문제점을 해결하고자 전처리 조건을 변화시키며 실험을 수행하였다. 그 결과, 비활성 기체인 질소를 일정한 구간에 사용함으로써 기존 전처리에서 발생하였던 Ni-Al 합금의 상분리 현상을 억제할 수 있었으며 이로 인해 creep저항성 또한 향상시킬 수 있었다. 그러나 운전 중 생성되는 matrix기공크기보다 작은 기공(${\leq}0.4{\mu}m$) 형성비율은 억제할 수 없었다. 위의 전처리 조건을 가지고 단위전지 운전실험을 하였고, 전해질 함침비율을 조절함에 따라 성능을 향상시킬 수 있었으며 2000시간 동안 일정하게 유지함을 확인하였다. 이로부터 기존의 소성전극과 비교하여 많은 장점을 가지고 있는 in-situ 소결법의 가능성을 확인할 수 있었다.

• 박물관보존과학
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• 제31권
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• pp.21-37
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• 2024

본 논문은 중심 연대가 5세기로 추정되는 고령 지산동 73~74호분에서 출토된 유리구슬 43점의 미세구조를 관찰하고 화학 조성을 분석하여 대가야 유리 문화를 이해하고자 하였다. 가시적 특징 및 미세구조는 실체현미경과 전자현미경으로 관찰하고 화학 조성은 전자현미경에 부착된 에너지분산형분광기로 분석하였다. 분석 결과, 고령 지산동 유리구슬은 늘인 기법, 주조 기법, 접은 기법 등 다양한 성형 기법이 확인되며 대다수는 늘인 기법에 의해 성형된 것으로 확인되었다. 화학 조성은 포타쉬유리군 32.6%, 소다유리군 67.4%로 소다유리군이 우세하게 나타나며 소다유리군는 고알루미나유리, 네트론유리, 식물재유리 등으로 다양한 융제가 사용된 것으로 판단된다. 이와 같은 고대유리의 조성은 동일 시기의 백제문화권과 비교하여 포타쉬유리군의 점유율이 높은 특징을 보인다. 이는 한국 고대유리 문화가 포타쉬유리군에서 소다유리군으로 변화하였으나 지역 및 문화권에 따라 차이가 있음을 보여준다. 소다유리군는 고알루미나유리가 23.3%, 네트론유리가 43.0%, 식물재유리가 1.2%로 네트론유리가 우세하게 나타났다. 그러나 한국 소다유리의 주된 유형은 고알루미나유리이고 유리 용기, 금박구슬, 연주옥을 제외한 네트론유리와 식물재유리의 출현 시기가 늦은 편으로 알려져 있는 점과는 상반된 결과로 지산동 출토 유리구슬에 대한 과학적 분석 결과는 한반도의 고대유리의 유입과 변천에 대한 중요한 단서를 제공할 수 있을 것으로 기대할 수 있다. 발굴조사에서 순차적으로 조영된 것으로 확인된 73, 74, 74-1호분은 조영 시기에 따른 유리구슬의 조성은 크게 차이가 나타나지 않는다. 또한, 신분 계급에 따른 차등 사용에 대한 근거도 확인되지 않는다. 다만, 유리의 화학 조성은 색상과 밀접한 관련을 보이는 것으로 판단된다.