• 보존과학회지
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• 제38권2호
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• pp.124-132
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• 2022

본 연구는 국가민속문화재 일월수 다라니 주머니 매듭과 테두리 장식에 사용된 '금속 장식지'를 대상으로 과학적 분석을 통해 재료적 특성을 파악하였다. 금속 장식지는 SEM-EDS 분석을 통해 은(Ag) 및 황(S)이 확인되어 은제 금속박을 배지에 부착하여 제작한 것으로 추정할 수 있다. 황(S)은 농도와 접촉시간에 따라 은(Ag)을 황색부터 흑색까지 변색시킬 수 있다. 현재는 황색을 확인할 수 없으나, 은(Ag)으로 가금사를 만든 사례가 있어 본래 색을 추정하기 위해서는 추가 연구가 필요하다. 배지는 배면까지 적갈색이다. 함께 검출된 알루미늄(Al)과 규소(Si), 철(Fe)은 전통 편금사(片金絲)의 붉은색 접착제로 추정되는 주토(朱土)의 주성분으로, 금속 장식지의 접착제 관련 성분으로 추측된다. GC/MS 분석 결과에서 접착제 성분은 아교(阿膠)로 확인할 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제38권4호
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• pp.289-300
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• 2022

In the 6^th and 7^th centuries, 5 iron artifacts excavated form the Baekje Stone Tomb in Guryong-ri site, Ungcheon, Boryeong, were studied. The sample were metal microscopic observation, SEM-EDS analysis and Raman micro-spectroscopy analysis were conducted to understand the metallurgical characteristics. The microstructure observation showed the presence of ferrite and pearlite throughout, and differences in carbon content existed depending on the direction. Non-metallic inclusions were in the form of long lines, and most of them were wüstite, fayalite. It is indicated that the artifacts were forge welded using hypoeutectoid steel, with signs of carburizing and decarburizing processes. Some crystals with high P₂O₅, TiO₂, CaO content were identified as sarcopside, ulvöspinel, and perovskite, respectively, through Raman spectroscopy. A comparison of the results with previous studies on the sites of Bujang-ri site in Seosan and Bongseon-ri site in Seocheon, which are adjacent sites in the coastal area, revealed that, while heat treatment technology was available, the artifacts were not heat-treated considering the purpose for use for these artifacts. The chemical composition of the non-metallic inclusions P₂O₅, TiO₂, CaO were plotted in proportions to SiO₂ and compared with adjacent sites. Considering that the P₂O₅/SiO₂ ratio was widely distributed, the refining technology was not uniform. In addition, the TiO₂/SiO₂ ratio was found to be higher than that of other sites, meaning that a titanium-containing ore was used to manufacture the artifacts, unlike in surrounding sites, but it is not detected in all artifacts, so it may have been affected by various factors such as furnace walls in addition to raw materials. Although slag formers were used, considering the CaO/SiO₂ ratio and the (Al₂O₃/SiO₂)/(CaO/SiO₂) ratio, which appear to be similar to the surrounding sites, but it is possible that CaO containing raw ore was used because it is also affected by the components of raw ore. As a result of the study, it is highly likely that ore different from that of the surrounding sites was used for production, but a more comprehensive comparative study with the surrounding sites is needed in the future.

• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.263-270
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• 2024

광산배수 슬러지를 대상으로 응집제와 탈수튜브를 이용한 슬러지 탈수시스템(이하 KOMIR-Tube 시스템)의 탈수율 향상을 위한 영향인자를 평가하였다. 실험은 KOMIR-Tube 시스템으로 탈수 시 함수율 90 % 이상인 semi-active 시설 슬러지를 대상으로 하였다. 실내실험을 통해 응집제 및 투입량을 결정하였고, 현장실험을 통해 탈수율을 확인하였다. 실내실험 결과, 슬러지 탈수처리 시 응집제 선정은 침강성(sedimentation) 이외 여과성(filterability)을 같이 평가해야 하고, 이때 형성된 플럭의 적정 크기는 최소 0.7 mm 이상의 크기를 유지해야 탈수율을 향상할 수 있었다. KOMIR-Tube 시스템을 이용한 현장실험 결과, 슬러지 함수율은 강우 및 습도 등 환경적 기후 조건에 영향을 받는 것으로 분석되었다. 이에 슬러지 탈수처리는 강우량과 습도가 낮은 4월~5월에 수행하는 것이 적합한 것으로 판단된다. 또한, 슬러지의 주요 구성광물 결정도에 따라 탈수율 차이를 보였다. 특히 철수산화물 중 페리하이드라이트보다 침철석 구성비가 높은 경우, 탈수율이 높은 것으로 나타났다. 이는 페리하이드라이트의 결정도가 침철석 보다 낮고 결정형태가 뚜렷하지 않기 때문으로 판단된다. 침철석은 결정도가 높고 침상을 이루고 있어 응집 및 탈수율에 영향을 미치는 것으로 보인다. KOMIR-Tube 시스템을 이용한 광산배수 슬러지 탈수 시 탈수율에 영향을 미치는 인자는 응집제, 기후조건, 결정성 광물의 존재 유무 그리고 철화합물의 결정도 및 입자 형태로 나타났다.

• 보존과학회지
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• 제37권6호
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• pp.723-737
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• 2021

본 연구에서는 17세기 '숨 톨고이(Sum tolgoi)' 건축 유적지에서 출토된 지류 경전을 대상으로 재질의 성분 및 구조에 대해 분석하고 이를 바탕으로 보존처리를 진행하였다. 경전은 흙먼지와 이물질이 많고 형태를 알 수 없을 정도로 뭉쳐 있는 상태로 훼손, 결실, 변색 등이 확인되었다. 티베트어로 쓰인 경전은 UV-Vis 분석 결과 쪽과 먹을 종이 바탕에 사용한 것으로, 고대 몽골어 경전은 흑색의 필사 재료가 먹으로 추정되었다. SEM-EDS와 Micro-XRF 분석 결과를 통해 연단(Pb₃O₄)과 진사(HgS) 혼합 또는 진사(HgS)로 적색 외곽선을 긋고 은니로 경전의 내용을 적었음이 확인되었다. 글씨의 은니는 칼슘과 함께 염화은(AgCl)이 확인되었으며, 황색선에서는 칼슘(Ca)과 석황(As₂S₃)이 확인되었다. 고대 몽골어 경전의 종이는 초본류 섬유와 인피섬유가 혼합된 특징을, 티베트어 경전은 인피섬유의 특징을 나타냈다. 방사성 탄소동위원소 연대측정 결과, 경전의 바탕으로 사용된 종이가 15-17세기에 제작된 것으로 분석되었다. 경전의 보존처리는 출토된 종이의 형태 변형과 취약함으로 인한 2차 손상을 예방하기 위해 보강지(Pre-coated paper) 제작 및 보강 방법에 대한 실험을 바탕으로 진행하였으며, 처리 후 경전의 보관 및 앞·뒤로 기록된 경전 내용을 확인할 수 있도록 마운팅하고 중성지로 상자를 제작하였다. 이번 보존처리는 보존처리 가역성의 원칙에 따른 새로운 보존처리 재료와 방법을 적용한 연구 결과이다.

• 보존과학회지
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• 제32권4호
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• pp.579-588
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• 2016

본 연구는 수원 입북동 출토 철제환두도의 비금속개재물을 SEM-EDS로 분석하여 제철조업 온도를 추정하고 산화물을 $SiO_2$와 비교하여 조재제의 인위적 장입 여부를 판단하였으며 금속학적인 조직조사를 통하여 철제 환두도의 제작 시 열처리 기술을 연구하였다. 철제환두도의 시편들에서 wustite가 대부분 관찰되는 것으로 보아 고체저온환원법으로 제련한 철 소재를 가열-단조-성형 가공하여 제작된 것으로 판단된다. 또한 부분적으로 $P_2O_5$가 있는 것으로 보아 배소되지 않은 자연광석으로 직접 제련하였던 것으로 추정된다. $CaO/SiO_2$와 $TiO_2/SiO_2$ 등의 비로 보아 제철 원료는 철광석으로 판단되며, 석회질의 조재제도 인위적으로 장입하지는 않은 것으로 판단된다. 선단 쪽 인부의 조직은 순철인데 관부 쪽 인부는 탄소량도 높고 martensite 조직과 pearlite colony가 생성되어 있는 것으로 보아 침탄 후 담금질을 하였으며, 배부 및 병부와 환두부는 의도하지 않은 침탄이 된 것으로 판단된다. 이러한 철제환두도 시편들의 조직 양상들을 종합해본 결과 인위적인 부분적인 열처리 기법을 적용하여 제작한 것을 알 수 있었다. 본 연구에서는 한 유물에서나타나는 비금속개재물의 성분분석을 통해 얻은 산화물 데이터를 $SiO_2$로 나눈 비로 비교하는 해석하는 방법을 활용하여 좀 더 과학적인 근거를 제시하려고 노력하였다. 이러한 방법으로 기존의 분석 연구된 결과들에 의한 주장들을 재해석함으로 해서 다른 결과들을 얻을 수 있을 거라 사료된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권4호
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• pp.100-117
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• 2020

국보 제101호로 지정된 원주 법천사지 지광국사탑은 조성 후 수차례 이전 및 이건되었는데, 특히 한국전쟁 시 폭격으로 인한 심각한 훼손으로 1957년 전면적인 해체·보수가 이루어졌다. 당시 재료 및 수리 내용이 남아있지 않지만 보존 처리를 진행하면서 지광국사탑에 사용된 다양한 형태의 금속재료를 확인하였다. 각 부재를 연결하는데 꺽쇠 및 앵커볼트 외에 두께 9mm의 원형철근이 주로 사용되었으며, 부재와 모르타르 복원재를 연결하기 위해 다양한 두께의 원형철근과 철사 등이 사용되었다. 건축물로 분류되는 석탑에 통상적으로 사용되는 이형철근이 아닌 매끈한 표면의 원형철근이 사용되었다. 이는 모르타르 복원 시 재료가 가진 부착 강도와 결합력 강화를 위해 재료의 형태를 변형시키고, 서로 교차시켜 결속하고 불규칙적으로 꼬아 단면적을 늘리는 등 재료의 단점을 보완한 것으로 확인되었다. 또한 금속학적 분석법을 적용하여 알아본 결과 전체적으로 탄소 함량이 낮은 아공석강 소재로 사용하여 제작하였다. 미세조직 내에는 불규칙한 크기로 분포하는 방울 형태의 비금속개재물이 다수 포함되어 있으나 전체 성분에는 영향을 미치지 않을 정도의 미량으로 포함되어 있다. SEM-EDS의 면 분석으로 검출되지 않는 망간(Mn)과 황(S)이 정량 분석 및 EPMA 분석법으로 확인한 결과 망간황화물(MnS)로 시료의 형태와 관계없이 미세조직 결정립 내에 고르게 분포하고 있다. 철물의 형태 제작 후 작업의 용이성을 위해 2차로 균질화 등 열처리를 실시한 것으로 보여지며, 철물의 두께가 얇아질수록 포함된 탄소 함량이 감소하고 탄성과 신장률이 증가하는 특성에 따라 복원 작업 순서를 정하고 다양한 형태의 철물을 사용한 것으로 보인다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권3호
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• pp.304-314
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• 2010

본 연구는 산성광산배수 (AMD)의 처리 과정에서 생성되는 부산물 ochre의 이화학성, 광물학적 특성 및 환경 분야 활용 가능성을 확인하기 위해 수행하였다. 이를 위하여 적극적 처리법인 물리 화학적 정화 처리시설에서 생성된 ochre-H와 수동적 처리법인 자연 정화 처리시설에서 생성된 ochre-D, ochre-S의 특성을 비교 분석하였다. Ochre-H는 광물 내 침철석 (goethite) 함량 및 철 성분 함량이 다른 시료에 비해 상대적으로 낮게 나타났지만, 소석회 내 칼슘 이온의 인 흡착 능력과 상대적으로 높은 흡착 표면적 등이 장점으로 작용할 수 있다. 또한 환경 생태계의 중금속 오염 가능성이 희박하고 물리 화학적 정화 처리시설에서 균일한 특성의 ochre를 대량 생산할 수 있으므로 실용적이며, 경제성이 높을 것으로 판단된다. Ochre-H의 인 흡착 특성은 Freundlich 흡착등온식모델에 적합하였다. 또한 ochre의 흡착 특성이 단분자층 흡착이 아닌 여러 분자층으로 흡착되어 매우 높은 흡착량을 가지기 때문에 인 출현곡선 (BTC)은 1이 아닌 0.3~0.4 상대농도 범위에서 평형에 도달하였다. 실제로 물 중 인 제거 능력을 평가한 실험에서 인 농도 외에 다른 오염원이 존재할 것으로 예상되는 수질 시료의 경우를 제외한 나머지 시료에서는 수질 및 수생태계 생활환경기준상의 인 농도 I 등급 기준치 이하로 검출되어 정화능력이 우수함을 확인하였다. 또한 정화 처리 과정 중 ochre내의 철 성분이 수질 내로 용출되는 양은 많지 않은 것으로 나타났다. 실험을 통하여 확인한 ochre의 높은 인 제거능력을 이용하여 부영양화 현상에 대한 정화제로 환경 분야에 적용하기 위해서는 오염원이 유입되는 하천 등의 위치를 정확히 파악한 후, 현장에 필터 형태의 pilot을 제작하여 설치하는 것이 중요하며, 또한 슬러지의 일종인 ochre 내 철 등으로 인한 수질오염의 발생 여부를 확인하여 유해하지 않음이 검증되어야 한다.

• 한국광물학회지
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• 제29권1호
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• pp.1-10
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• 2016

실체현미경과 전계방출형 주사전자현미경 관찰, 에너지분산형 분광분석기를 이용한 화학 분석을 통하여 황해중앙이질대에서 채취된 46개의 표층 퇴적물 시료 내에 포함되어 있는 중광물의 종류, 함량, 광물 특성 및 분포를 연구하였으며, 이 결과를 바탕으로 조립질 퇴적물의 기원지를 유추하였다. 황해중앙이질대 표층 퇴적물 내에 존재하는 중광물들은 녹렴석군 광물, 각섬석군 광물, 석류석군 광물, 저어콘, 금홍석, 스핀 순으로 산출하는데, 특히 녹렴석군 광물과 각섬석군 광물의 비율이 50% 이상으로 매우 높다. 녹렴석군 광물은 녹렴석, 각섬석군 광물은 에데나이트, 석류석군 광물은 알만딘이 대부분인 것으로 판단된다. 황해중앙이질대를 $124^{\circ}E$ 기준으로 구분할 경우, 동부지역이 서부지역에 비해 녹렴석 및 풍화에 강한 (저어콘 + 금홍석)의 함량은 높고, 풍화에 약한 각섬석의 함량은 낮게 나타난다. 이는 서부지역의 퇴적물은 기원지에 가까운 곳에, 동부지역의 퇴적물은 기원지로부터 먼 곳에 퇴적되었을 것임을 시사해준다. 추후 황해로 유입되는 강 퇴적물과 해양 퇴적물에 대한 추가적인 중광물 연구가 진행되어야만 정확한 기원지와 퇴적과정에 대한 해석을 할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권4호
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• pp.471-477
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• 2010

식물체 내에서 칼슘의 역할에 대하여 광범위하게 알려져 있지만, 다량원소의 흡수와 축적 및 옥살산 합성에 대한 칼슘의 영향에 대한 연구는 미비한 실정이다. 본 연구는 칼슘 결핍 또는 과잉에 따른 오이생육, 다량원소 흡수, 옥살산 합성 및 칼슘-옥살산 crystal 형성에 대하여 알아보고자 수행하였다. 칼슘의 결핍 또는 과잉조건하의 오이 생육과 다량원소의 흡수는 크게 저해되는 경향을 보였으며, 특히 마그네슘과는 정반대의 흡수패턴을 보였다. 칼슘처리의 증가는 오이 잎과 뿌리 중 옥살산 함량을 증가시켰으며, 오이 엽 중 칼슘과 옥살산과의 상관관계는 매우 높은 것으로 나타났다 (0.91, P<0.001). 칼슘-옥살산 crystal의 주요 형태는 prismatic 이었고, crystal은 칼슘 처리량이 증가함에 따라 많이 생성되었다. 또한 crystal의 주요 구성성분은 칼슘, 나트륨 및 염소로 나타났다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제11권2호
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• pp.172-179
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• 2020

The impact of effective parameters on the electrodeposition rate optimization of Au-Cu alloy at high thicknesses on the silver substrate was investigated in the present study. After ensuring the formation of gold alloy deposits with the desired and standard percentage of gold with the cartage of 18K and other standard karats that should be observed in the manufacturing of the gold and jewelry artifacts, comparing the rate of gold-copper deposition by direct and pulsed current was done. The rate of deposition with pulse current was significantly higher than direct current. In this process, the duty cycle parameter was effectively optimized by the "one factor at a time" method to achieve maximum deposition rate. Particular parameters in this work were direct and pulse current densities, bath temperature, concentration of gold and cyanide ions in electrolyte, pH, agitation and wetting agent additive. Scanning electron microscopy (SEM) and surface chemical analysis system (EDS) were used to study the effect of deposition on the cross-sections of the formed layers. The results revealed that the Au-Cu alloy layer formed with concentrations of 6gr·L^-1 Au, 55gr·L^-1 Cu, 24 gr·L^-1 KCN and 1 ml·L^-1 Lauryl dimethyl amine oxide (LDAO) in the 0.6 mA·cm^-2 average current density and 30% duty cycle, had 0.841 ㎛·min^-1 Which was the highest deposition rate. The use of electrodeposition of pure and alloy gold thick layers as a production method can reduce the use of gold metal in the production of hallow gold artifacts, create sophisticated and unique models, and diversify production by maintaining standard karats, hardness, thickness and mechanical strength. This will not only make the process economical, it will also provide significant added value to the gold artifacts. By pulsating of currents and increasing the duty cycle means reducing the pulse off-time, and if the pulse off-time becomes too short, the electric double layer would not have sufficient growth time, and its thickness decreases. These results show the effect of pulsed current on increasing the electrodeposition rate of Au-Cu alloy confirming the previous studies on the effect of pulsed current on increasing the deposition rate of Au-Cu alloy.