• 헤리티지:역사와 과학
• /
• 제46권3호
• /
• pp.134-149
• /
• 2013

금산 수당리유적은 5세기 백제세력이 금산 진안을 통해 가야로 연결되는 내륙교통로를 장악하여 가야 세력과 교류를 하였던 것으로 추정되는 유적이다. 출토된 철제대도와 철부, 철겸 등에 대한 금속학적 미세조직 분석을 실시하여 수당리유적에 대한 철기 제작기술을 확인하였으며 비슷한 시기 제작된 철제유물과 비교하여 5세기 전 후의 백제시대 철기 제작기술에 대한 특징과 기술체계를 파악하고자 하였다. 금산 수당리유적에서 출토된 철제유물은 다양한 제작방법이 적용된 것으로 파악되며 제작방법은 단순히 성형만 이루어진 것과 성형 후 제강공정이 이루어진 것, 성형 후 제강공정과 열처리가 함께 이루어진 것으로 크게 세 가지 방법으로 나누어진다. 성형만 실시한 1호 석실분 철겸의 경우 인부와 배부 모두 연한 페라이트 조직이 주를 이루고 있어 무기로서 가지는 실용적 기능이 떨어져 피장자의 부장 의장용으로 제작되었을 것으로 추정된다. 성형을 실시하고 침탄과 같은 제강공정을 실시한 1호 석곽묘의 철부, 12호 석곽묘의 철겸은 담금질과 같은 열처리는 생략하였지만 부위에 따른 제작 공정의 변화를 주게 되어 단순히 부장 의장용이 아닌 농경과 같이 실생활에서 사용할 목적을 가지고 제작된 것으로 판단된다. 성형을 실시하고 침탄, 열처리로 이어지는 제작방법은 5호, 12호 석곽묘 철제대도에서 확인할 수 있다. 열처리로 인하여 강해진 인부조직과 강하면서도 부러지지 않는 배부의 조직은 제작 과정에서부터 무기가 가지는 목적에 맞게 제작되어 피장자가 직접 사용하였던 것으로 추정된다. 금산 수당리 출토 철제유물의 분석결과를 토대로 비슷한 시기 백제권역에 조성된 고분군들 가운데 철제유물의 금속학적 미세조직 연구가 이루어진 천안 용원리유적, 서천 봉선리유적, 서산 부장리유적과 비교하여 철기 제작기술의 특징을 살펴보았다. 분석을 실시한 철제유물의 수가 많지 않아 공통적으로 출토된 철제대도(목병대도)를 통하여 기술변화과정을 살펴본 결과 철제대도(목병대도)는 4세기 이후 담금질이라는 열처리기술이 적용됨을 확인할 수 있었다.

• 고문화
• /
• 56호
• /
• pp.147-180
• /
• 2000

이 연구는 김해 양동리 고분에서 출토된 2800 여점의 철제유물 중 6점에 대한 금속학적인 검토를 통해 고고학과 문화재보존과학의 기초자료로서 활용하고자 하였다. 1 김해 양동리 고분군 출토 철제유물은 원로로서 적철광을 사용하였고, 연료는 목탄을 이용한 것으로 추정된다. 2. 주조유물 중 철복은 C함량이 $4.6\%$의 과공정백주철이고 주조철부는 C함량이 $3.58\%$의 아공정백주철 임을 알 수 있었다. 이들 유물이 백주철인 것으로 보아 주조 후 바로 급랭하여 제작된 것으로 보인다. 3. 단조유물은 C함량이 $0.08\%,\;0.11\%$의 아공석강으로 대부분의 기지조직이 pearlite와 ferrite이며, 제작시 괴련철을 단조한 후 공랭하여 철기를 제작한 것으로 사료된다.

• 보존과학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.1-11
• /
• 2014

철제유물의 안정화처리는 부식인자 용출 처리하는 방법에 중점을 두고 있으나 탈염 처리 등 부식인자의 제거여건이 안 갖춰진 경우 부식억제제를 투입하여야 한다. 하지만 철제유물에 적용하는 대표적인 부식억제제가 없으며 이에 대한 연구도 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 철제유물의 부식억제제의 실효성을 검증하고 이에 접합한 부식억제제를 제시하는데 그 목적이 있다. 본 연구에서 부식억제제는 BTA, DAN과 MEA, TEA를 선정하였고 분극시험, 접촉각, XPS 등의 분석기기를 이용하여 비교 실험을 하였다. 그 결과 분극시험과 접촉각 실험에서 모든 시편이 소수성의 피막을 형성하며 부식저항성이 높아지는 현상을 통해 부식억제제의 실효성을 검증하였다. 또한 부식억제제의 농도가 높을수록 부식억제 효과가 좋아지는 것을 확인할 수 있었다. BTA는 XPS실험에서 부식성물질을 차단하는 성분인 C-H 결합 peak의 함량이 높게 검출되었으며 분극시험에서 부식전위가 매우 높게 측정되어 철제에도 부식억제 효과를 보이는 것으로 판단된다. 에탄올아민에서 TEA보다는 MEA가 더욱 우수하였으며 MEA는 소수성 피막을 형성하여 야외 철제유물의 부식억제제로 제시할 수 있다.

• 보존과학회지
• /
• 제24권
• /
• pp.43-56
• /
• 2008

현재 철제유물 강화처리 시 사용하는 아크릴계 수지인 Parabid NAD10은 용제로 VM&P Naphtha만을 사용하고 있다. 그러나 이를 사용하여 강화처리 할 경우 코팅 후의 광택이 높아 전시 및 관람에 불편함을 준다는 문제가 제기되고 있다. 이러한 단점 보완을 위해 대체 용제로 YK-VMP를 선정하여 각 용제별 코팅 특성을 비교 분석하였다. 표면관찰, 박막 두께, 접착력, 접촉각 및 표면에너지, 광택도, 황변실험, EIS 평가 등의 일련의 분석을 통해 용제별 코팅 특성을 비교한 결과, 기존의 VM&P Naphtha를 대신하여 YK-VMP를 사용하여도 강화처리 효과에는 큰 영향을 주지 않으면서도 광택을 더 낮춰주는 효과가 나타나는 것을 확인하였다.

• 보존과학연구
• /
• 통권21호
• /
• pp.177-206
• /
• 2000

In the study of iron artifacts, microstructure investigation is an indispensable step to find out the manufacturing method and skill. The iron weapons that we have excavated and investigated at the ruins of Gohyun Castle site, Hadong-gun, Kyungnam Province are traced to the era of Choson Dynasty. By sampling specimens of some artifacts, we have made microstructure investigation and component analysis of them. For microstructure investigation we used metallographic microscopes, and for component analysis we used the methods of C/S analysis and Inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP) analysis which is designed to verify components and contenets of a very small amount elememt. Microstructure of the artifacts is mainly divided into three parts. Inner part is Widmanstatten, a typical overheated structure, upon which we can see another part with fine grains and with extremely small quantities of carbon. And on the surface, there is a carbonized part. When the shape is formed through forging process at a high temperature the carbon content of the surface is getting down and the grains come to be finer. Next, carbonizing process is to be done for hardening the surface, which is followed by cooling process. Cooling rates seem to be different from artifacts to artifacts. All artifacts have clearly distinguishable grain boundaries in their unique structure. Since this kind of structure is rarely found, it seems to offer a clue to find out the manufacturing method. The outcome of component analysis is almost the same with that of microstructure investigation. As is demonstrated by C/S analysis, carbon content is 0.39-1.24% and sulfur is contained 0.0005-0.010%.

• 보존과학연구
• /
• 통권23호
• /
• pp.131-147
• /
• 2002

Kkonmoe relic located in Jangan-gu, Suwon-si, Gyeonggi-do Provinceis an example of the wide chronology from the Three Kingdoms Period to Joseon Dynasty. Examinations on a forged iron ax, a cast iron ax and an iron sickle excavated from this relic revealed the microstructure structure of the metal and the manufacturing technologies. Microstructure investigation was carried out with a metallurgical microscope and a Vickers hardness tester was used to measure the hardness of the micro structures. The test results show that the forged iron ax has a ferrite and pearlitestructure. It is made of low carbon steel and then carbonized to increase carbon content. After carbonization, the surface grains are reworked and the surface decarbonized. In case of the iron sickle, it is forged from low carbon steel, then carbonized and hardened, to increase overall strength. The sickle blade is carbonized and quenched after forging, resulting in afirm, solid blade. Heat treatment to remove brittleness is not applied to the cast ironartifact, which is manufactured by solidifing hypo-eutectic cast iron with a3-4% carbon content and white cast iron. All artifacts are produced from steel and subjected to a carbonization process. To increase hardness of the blade, additional heat treatment is applied.

• 보존과학회지
• /
• 제27권3호
• /
• pp.333-344
• /
• 2011

철제유물의 보존처리 과정 중 표면 이물질 제거는 유물의 원형을 찾아주는 중요한 단계이다. 현재 표면 이물질 제거 시 가장 많이 사용하는 sand blaster (air brasive)의 경우, 분사되는 유리가루는 인체에 유해하고 환경오염을 유발하는 주요한 물질이다. 그러므로 이런 문제점을 보완하기 위해 타 산업분야에서 친환경세정장비로 많이 쓰이고 있는 $CO_2$ snow cleaning을 철제유물 표면 이물질 제거에 적용하여 비교·연구 하였다. 실험은 부식시험편과 철제유물에 sand blaster와 $CO_2$ snow cleaning을 적용하여 비교 분석하였다. 부식시험편의 경우, sand blaster와 $CO_2$ snow cleaning 방법 모두 이물질 제거 정도, 표면 거칠기, 색도 측정 결과가 유사하게 나타났으며, 특히 SEM을 통해 $CO_2$ snow cleaning을 적용한 부식시험편은 sand blaster에 비해 표면을 마모시키지 않는 것을 확인하였다. 또한 철제유물에 적용한 경우, $CO_2$ snow cleaning의 power nozzle은 sand blaster에 비해 표면을 마모시키지 않고 고른 표면을 유지하는 등 세정효과가 우수하게 나타났다. 그리고 X-ray촬영을 통해 이물질 제거 전과 후 금속 내부의 구조적 변화는 없음을 관찰하였다. 결론적으로 sand blaster와 $CO_2$ snow cleaning의 power nozzle은 이물질 제거 효과가 유사함을 확인할 수 있었다. 그러나 $CO_2$ snow cleaning의 power nozzle을 철제유물에 적용하여도 sand blaster와 유사한 효과는 얻을 수 있으나, 분사압력이 높을 경우 철제 유물이 손상될 우려가 있으므로 유물 내부 상태에 따라 적용여부를 판단해야 함을 본 실험을 통하여 알 수 있었다.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
• /
• 한국문화재보존과학회 2003년도 제17회 학술대회 발표 논문집
• /
• pp.1-4
• /
• 2003

• 보존과학회지
• /
• 제20권
• /
• pp.67-80
• /
• 2007

이천 설봉산성은 경기도 이천시 사음동에 소재하는 석성으로 단국대학교 박물관에 의한 발굴조사 결과 4세기 후반의 백제시대로 편년되었다. 출토 유물은 토기, 기와, 자기, 금속유물 등 다양한 종류를 나타내며 특히 백제 토기가 출토된 토광에서 철제유물이 다량으로 수습됨으로써 철기가 백제시대에 제작되었음을 알 수 있다. 이중 철제 낫 6점(벌낫 2점, 밀낫 4점)을 대상으로 시편을 채취하여 미세조직을 분석하고 이를 근거로 유물 제작에 사용된 철 소재, 성형, 제강법, 열처리 등을 살펴보았다. 이를 통해 산성이 속한 4세기 후반 백제의 철기 제작공정 체계를 설정하였다. 그 결과 낫의 용도에 따라 부위별로 다른 처리를 한 것을 알 수 있었다. 벌낫은 날 부위에 담금질을 하여 강도를 요구하는 특별한 용도로 사용되었고 밀낫은 특별한 처리를 실시하지 않아 벼나 풀을 베는데 사용되었던 것으로 추정된다. 사용 소재는 강으로 미리 어떤 제강법으로 강을 만들고 이를 성형하여 철기를 제작하였고 특별한 강도가 요구되는 부위는 열처리를 실시하여 단단하게 하였다. 이상의 결과로 당시 백제 철기의 제작공정은 제강$\rightarrow$성형$\rightarrow$열처리 과정이 적용된 것을 알 수 있다.

• 보존과학연구
• /
• 통권6호
• /
• pp.48-57
• /
• 1985

This report described the corrosion structure of excavated iron artifacts in terms of simple model based on the knowledge of the corrosion process. (Fig.1)(Table 1,2)In storing the objects, there are basically three ways in which they either break in wedges, flakes and dish-shaped flakes. Completely mineralized objects or those with only a small iron core tend to break into wedges and more solid objects either split small dish-shaped flakes or large flat ones.(Fig. 2,3,4)There are two ways, therefore, to prevent this from happening. One is to keep the artifacts rigorously dried in Silica-gel, never allowing the relative humidity to rise. This is feasible which the artifacts are in store but causes great difficulty if they are wanted for museum display. Because they still contain $ FeCl _2$ they are always at risk ; they contain the seeds of their own destruction. The other alternative is to use of washing process to dissolve out the $ FeCl _2$. In this connection, many different methods to stabilize the artifact have been employed; boiling iron in frequent changes of water, soaking in Na-sesquicarbonate solution, soaking in alkaline Na-sulphite solution. In this report, introduced the alkaline sulphite method by the N.A. North and C.Pearson.Finally, Let me extend my thanks to Ancient Monument Lab., Museum of London Conservation Lab., British Museum Conservation Div. and National Maritime Museum Conservation Lab. who have helped me and made many valuable suggestions.