Chemical composion and crystal form of Corrosion products found on archaeological iron objects were analyzed using X-ray fluorescence analysis, micro-X-ray powder diffraction analysis and ion chromatographic technique. The nature and behavior of the corrosion products were studied in order to aid in the conservation and restoration of burial iron objects. Twenty-two samples analyzed in this study were collected from iron object found in Korea and Japan. The corrosion products of iron objects from burial mounds contain $\alpha$-FeOOH, $\beta$-FeOOH, $\gamma$-FeOOH, $Fe_3O_4$and amorphous iron hydroxides. The content of $\alpha$-HeOOH is the greatest. Because, Ageing for long period should change the amorphous iron hydroxides is considerably less than that in usual atmospheric corrosion products. The concentration of chlorine and sulfine is remarkably variable ($Cl^-$ : 100- 30,000ppm, $SO_4^-2$ : 20-10,000ppm),but the reasons are unclear. The presence of generally high concentrations of chlorine and sulfine the corrosion products of iron objects seem to be influenced by the marine climatic condition. The presence of high chlorine and sulfine concentrations in the corrosion products of iron objects seem to be influenced by the marine burial environments.
본 연구는 해저 환경 내에서의 철제유물 부식인자 중 황화물에 의한 부식상태 및 출수 후 대기 중 고습 상태에서의 손상 현상에 대한 것이다. 이를 위하여 충청남도 태안 마도해역 뻘층에서 출수된 철제유물 4점에서 생성된 부식생성물을 대상으로 황화물의 존재 여부를 확인하고자 SEM-EDS 및 XRD 분석을 실시하였다. 분석 결과, 해저퇴적토 내에서 형성된 부식생성물은 주요 성분이 황(S)이며 화합물로서 황화철(FeS)이 형성되었고, 해저면에 노출된 상태에서 형성된 부식생성물은 일부 결과를 제외하면 표면을 덮고 있는 응결물(concretion)의 영향으로 뚜렷한 부식 양상이 나타나지 않았다. 출수 후 고습 상태에서 철제유물의 손상 현상을 확인하기 위해 부식생성물을 고습 제습환경에 노출시키는 실험을 실시하였다. 실험 결과, 고습 환경에서 황화철 부식생성물의 산화는 황산철($FeSO_4$)과 함께 황산($H_2SO_4$)을 생성하여 철제유물을 2차적으로 부식시킬 수 있음을 확인하였다. 따라서 해저 환경에서 출수된 철제유물의 황화철 부식생성물은 반드시 제거하고 유물의 보존 환경도 제습된 상태가 유지되어야 할 것으로 판단된다.
국립김해박물관의 개관을 위해 전시유물 200여점을 보존처리 하였다. 처리유물은 대부분 고분출토품이며 재질은 금동, 은, 구리합금제, 철제 등 금속유물이 주종을 이루고 있다. 모두 고대 가야문화를 대표하는 문화재들이다. 유물은 상태에 따라 처리방법을 달리했다. 구리합금제 유물은 부식물의 안정성에 따라 보존과 제거를 결정했다 특히 철제품의 경우 현재 안정한 상태의 유물은 물리적인 방법으로 이물질을 제거해 원형을 찾고 방녹제[상품명:Ballistol]를 이용해 부식을 예방하는데 중점을 두었다. 부식이 진행중인 유물은 원인제거를 위해 2단계 탈염처리를 했다. 제 1단계는 0.3M NaOH 용액함침, 제 2단계는 붕사-증류수 가압탈염법이다. 이밖에 전시를 위한 특수 받침대제작 및 각종 전시보조물인 모형 등에 대한 수정작업도 지원했다.
The crorosion film of gilt bronz, silver and iron objects, which were excaved from Ancient Tomb of Silla Dynasty, was removed by the electrolytic reduction process. These metallic objects were mainly investigated for microstructure, designs and gilting film etc. Most iron objects might be made by hot forging process. The cold extrusion technique might be used for gold and silver objects, in addition to an amalgam method might be applied for the gilting Au film on Cu-alloy surface. For the gilting on glass surface, first, a Cu alloy was cladded on glass , next, Au-film was obtained on the Cu-ally by the amagum method.
경주 금척리 유적은 5세기 후반에서 6세기 전반에 조성된 금척리고분군(사적 제43호)과 매우 연접하며, 유적이 위치한 지역은 그 일대의 유력 지배세력의 무덤으로 알려져 있다. 신라성장에 일익을 담당했던 인근 유적과도 밀접한 관련성이 있을 것으로 추정되는 경주 금척리 유적에서 출토된 철기를 대상으로 금속학적 방법론을 도입한 연구를 진행하였다. 철기의 용도에 따른 제작기법 차이를 확인하기 위해 용도별로 분류하여 8점을 선정하고, 미세조직 및 비금속개재물을 연구하였다. 분석 결과 제작 공정은 탄소함량이 높은 소재를 사용하여 형상을 단조하는 방법과 탄소함량이 낮은 소재를 사용하여 형상 단조만을 하는 기법, 형상 단조 후 필요에 따라 강도를 높이기 위한 침탄작업을 실시하는 기법이 적용된 것으로 확인된다. 이후 부위별 기능을 고려한 제강법과 열처리기술을 선택적으로 적용하여 기계적 성질을 향상시켰으며 제련공정에는 저온환원법이 적용되었을 가능성이 크다. 또한 경주 중심부와 외곽에 위치한 유적에서 출토된 철기 유물과 비교해본 결과 제련 및 제작기술에서 상호 유사한 것이 확인된다.
The corrosion product of archaeological iron objects is supposed to be removed because it causes re-corrosion. So far it is removed by scapel and sand blaster but they depend on the skill and experience of a conservator and the glass-dust of the sand blaster is harmful to humans. Therefore this study applies a laser cleaning system which is used in various industrial cleaning processes, to remove corrosion product from archaeological iron objects. In addition, this work studies the alternation of corrosion product after laser irradiation, which evaluates the reliability of the laser cleaning system. Optical microscopy, SEM-EDS, XRD, Raman have been used to observe and analyse the surface of the objects. The results show the capacity of laser cleaning some corrosion product, but blackening appears with increasing pulses and laser energy, and some corrosion products, goethite and hematite, are partially altered to magnetite. These problems, blackening and alternation of corrosion product, should be solved by further studies which find the optimal laser irradiation condition and use a wetting agent.
발굴된 철제유물은 이물질 제거 후 탈염처리를 실시하여 내부의 염화이온을 최대한 용출시킨다. 그러나 철제유물은 이온화 경향이 높아 부식인자가 차단된 보관환경에서도 재부식이 진행되며 진행 정도에 따라 발굴되었던 형태보다 더욱 악화되기도 한다. 본 연구는 철제유물의 안정화 방안 연구를 위하여 철제유물의 재부식 양상과 특성을 알아보고자 하였다. 실험은 보존처리 후 4년이 경과된 철제관정을 대상으로 실시하였으며 분석방법으로는 육안 및 현미경 관찰, X-ray 촬영을 실시하였으며 XRD, SEM-EDS, 라만분광분석으로 재부식물 성분을 조사하였다. 또한 탈염실험을 통하여 관정 내부에 생성된 염화이온농도를 알아보았다. 실험 결과 탈염처리가 완료된 철제관정은 보존처리 이후 시간이 경과함에 따라 염화이온 농도가 2008년 초기 염화이온 농도보다 최고 5배까지 증가함을 확인하였다. 특히 염화이온 농도가 높을수록 형태의 파손이 심각하였다. 철제관정의 파손된 표면에서 분말상의 노란색과 붉은색 부식물이 발생하였으며 이는 아카가나이트로 확인되어 활성부식이 진행되고 있음을 알 수 있었다.
We have studied how the intergalactic magnetic field (IGMF) affects the propagation of super-GZK iron nuclei that originate from extragalactic sources within the local GZK sphere. Toward this end, we set up hypothetical sources of ultra-high-energy cosmic-rays (UHECRs), virtual observers, and the magnetized cosmic web in a model universe constructed from cosmological structure formation simulations. We then arranged a set of reference objects at high density region to represent astronomical objects formed in the large scale structure (LSS). With our model IGMF, the paths of UHE iron nuclei are deflected on average by about 70 degrees, which might indicate a nearly isotropic distribution of arrival directions. However, the separation angle between the arrival directions and the nearest reference object on the LSS is only ~6 degrees, which is twice the mean distance to the nearest neighbors among the reference objects. This means that the positional correlation of observed UHE iron events with their true sources would be erased by the IGMF, but the correlation with the LSS itself is to be sustained. We discuss implications of our findings for correlations studies of real UHECR events.
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$. In this connection, many different methods to stabilize the artifact have been employed; boiling iron in frequent changes of water, soaking in Na-sesquicarbonate solution, soaking in alkaline Na-sulphite solution. In this report, introduced the alkaline sulphite method by the N.A. North and C.Pearson.Finally, Let me extend my thanks to Ancient Monument Lab., Museum of London Conservation Lab., British Museum Conservation Div. and National Maritime Museum Conservation Lab. who have helped me and made many valuable suggestions.
각종 국토개발사업이 본격적으로 시작된 1970년대 이후 그에 따른 발굴조사도 매년 증가되고 있다. 다양한 재질로 이루어진 유물은 출토후 보관환경에 따라 돌이킬 수 없는 손상을 받을 수 있다. 출토 유물의 보존에 대한 중요성은 증가되고 있으나, 발굴을 담당하는 기관과 비교하여, 출토된 유물을 보존처리하는 기관은 소수에 불과한 실정이다. 일반적으로 출토된 금속유물은 불안정하여 쉽게 손상되어진다. 특히 주조철제는 발굴후 건조되지 않도록 해야 한다. 이는 출토된 주조철제가 흙, 부식층과 금속심으로 이루어진 층 사이에서 건조로 인해 유물이 순간적으로 붕괴되어지기 때문이다. 출토된 금속유물의 안전한 보존방법은 다음과 같이 요약할 수 있다. (1)먼저 발굴현장에서 금속유물은 환경변화에 따른 손상을 방지하기 위해 유물포장용 특수비닐로 밀봉처리 하거나 알칼리 용액속에 침적시키는 것이다. (2)현장에서 임시 보존처리후 유물은 보존처리실에서 안전한 방법에 의한 처리를 해야 한다. (3)처리된 유물은 일정한 온${\cdot}$습도 유지, 주기적인 상태조사, 자외선 차단 등 안정한 보관환경을 유지시켜야만 재부식을 방지할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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