• 헤리티지:역사와 과학
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• 제52권3호
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• pp.38-55
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• 2019

백동(白銅)은 구리에 다른 금속을 섞어 녹여 만든 합금으로, 현재 구리와 니켈의 합금으로 정의되고 있다. 그러나 학자들의 연구 대상과 시기에 따라 백동은 구리에 일정 비율 이상의 주석을 더한 금속으로 정의되기도 하고, 구리에 주석과 아연과 납을 합금한 것으로 말하기도 한다. 이렇듯 백동은 그 정의에 차이가 있어 용어의 해석과 표기에 혼란이 있어 왔다. 본 연구는 문헌 기록을 토대로 시론적으로나마 백동의 구성 재료를 정리하고 그 흐름을 살피는 데 목적을 두었다. 이를 위해 먼저 백동 합금의 바탕 재료가 되는 구리의 이용과 구리 합금의 종류를 개괄적으로 살펴보고, 문헌의 백동 기록을 통해 그 사용과 인식을 정리해 보았다. 삼국시대 문헌에서부터 등장하기 시작하는 백동은 고려와 조선시대를 거쳐 근대기까지 꾸준히 보이는데 관직의 상징물부터 교역품, 생활기물, 화폐에 이르기까지 각 시대와 문화에 따라 다양하게 쓰였다. 문헌 기록을 살펴보면 백동의 합금 재료는 현재 합금의 재료로 정의되고 있는 구리와 니켈뿐이 아닌데, 시대에 따라 조금씩 차이가 있으나 구리를 합금의 바탕 금속으로 이용한다는 점은 동일하다. 구리 외의 합금 재료로는 주석, 비석 및 비상, 아연, 납 등이 등장하며, 그 과정에서 합금을 의미하는 백동과, 백색의 금속을 의미하는 백동이 혼용되었음을 알 수 있었다. 현재 정의되고 있는 백동의 합금 재료인 니켈은 비교적 발견 시기가 정확한 금속으로 현대 공업과 산업 분야의 소재로 폭넓게 쓰이고 있다. 니켈이 우리나라에 도입된 시기는 조선 말기에서 근대기로 추정되고 있으나 그 이용과 사용에 대해서는 구체적으로 알려진 바가 없다. 이에 본 연구에서는 근대기 신문기사와 통계자료를 바탕으로 니켈의 수용과 그 이용을 함께 살피고, 장인들의 증험을 토대로 니켈을 이용한 백동 합금이 공예품에 사용된 시기를 추정해 보았다. 재료는 기술의 발전과 퇴보에 직접적인 요인이 되며, 기술의 발달은 문명과 문화를 변화시키는 토대가 된다. 이러한 맥락에서 본 연구는 시론적으로나마 합금의 재료를 중심으로 백동을 살펴보고자 하였으며 니켈이라는 재료의 이용에 대해 고찰해 보았다.

• Journal of Radiation Protection and Research
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• 제4권1호
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• pp.14-20
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• 1979

고(高)에너지 방사선(放射線) 치료(治療)에 있어서 정상조직(正常組織)의 완전차폐(完全遮蔽)를 위하여 $5{\sim}8cm$ 납두께의 부정형(不定形) 차폐(遮蔽)벽돌을 제작(製作)해야하는 난점(難點)이 있었다. 저자(著者)들은 납 30.0%, 주석 11.5% 비스므스 48.5%, 카드미늄 10.0%를 사중(四重) 공정결합(共晶結合)시켜 밀도(密度)가 $9.8g/cm^3$ 용융온도(熔融溫度)가 $68^{\circ}C$인 저용융(低熔融) 차폐물질(遮蔽物質)을 개발(開發)하여 이를 Lead Y라고 명명(名命)하였다. 제작(製作)된 Lead Y Block을 $68^{\circ}C$에서 용융(熔融)시켜 보호(保護)해야할 중요(重要)한 장기(臟器)의 형태(形態)대로 제작(製作)된 styrofoam 음형(陰形)에 부어서 차폐효과(遮蔽效果)가 큰 차폐(遮蔽)벽돌을 쉽고 안전(安全)하게 제작(製作)할 수 있었고 납보다 더 단단하고 재현성(再現性)이 크며 저렴(低廉)한 가격(價格)으로 구입(購入)이 가능(可能)하므로 방사선(放射線) 치료효과(治療效果)에 큰 도움을 줄 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제28권4호
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• pp.403-410
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• 2012

한국의 전통 방짜유기 제작과정에서 수행되는 염수처리가 가공 도중 유기 표면에 생성되는 흑색 산화막 제거에 유용한 것으로 추정되고 있으나 그 효과에 대하여 체계적인 연구가 수행된 사례는 찾기 어렵다. 본 연구에서는 염수처리가 청동기 제작에 미치는 역할을 밝히기 위하여 제작재현 실험과 성분분석 실험을 실시하였다. 먼저 유기공방에서 다양한 방법으로 염수처리 실험을 수행하였으며 여기에서 얻어진 결과를 바탕으로 실험실에서 자체 제작한 구리합금을 대상으로 두드림, 염수농도, 합금비율 등의 조건을 달리하며 다양한 실험을 수행함으로써 염수처리가 초래하는 효과를 밝히고자 하였다. 실험결과 염수처리를 통하여 고온에서 발생하는 산화막이 용이하게 제거되는 것으로 밝혀졌다. 이는 염수의 주성분인 염소(Cl)와 청동에 포함된 주석의 상호 작용에 기인하는 것으로 드러났으며 염수의 또 다른 성분인 나트륨(Na)은 산화막 제거에 별다른 영향을 미치지 못하는 것으로 판단되었다. 특히 한국의 전통 방짜유기 합금 조성인 주석함량 22%의 청동합금에서는 열간가공 수행 여부와 관계없이 염수처리를 통하여 산화막이 제거되었으며 이때 염수의 농도는 0.5% 이상이어야 효과를 볼 수 있는 것으로 밝혀졌다. 한편 납이 포함된 구리합금에서는 염수처리 효과가 나타나지 않았다. 이는 융점이 낮은 납이 녹으면서 시편 표면에 막을 형성함에 기인하는 것으로 추정된다.

• 보존과학회지
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• 제35권4호
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• pp.309-316
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• 2019

This study intends to identify manufacturing techniques, including casting and alloy composition, of nine metal Buddha statues excavated from archaeological sites in Bagan, Myanmar. Two Buddha statues from Pyu city state(2^nd to 9^th century) contain Cu-Sn alloy(including <1 wt% Fe), with different relatively high percentages of Sn(16 wt% and 25 wt%) identified from each Buddha statue, and no Pb detected. Five Buddha statues from the Bagan dynasty contain various alloy ratios of Cu-Sn(including <1 wt% Pb), Cu-Sn-Pb, and Cu-Sn-Zn-Pb. All Buddha statues appear to be fabricated by casting, as there is no evidence of other heat treatments. The silver Buddha statue manufactured in the 18^th century includes >1% Cu besides silver with no additional metallic components identified. The bronze Buddha statue manufactured in the Konbaung dynasty(18^th century) is of Cu-Sn-Pb alloy. The Buddha statues of Pyu was alloy of Cu-Sn without Pb including ahigh percentage of The Buddha statues of both the Bagan and Konbaung dynasties are comprised of ternary Cu-Sn-Pb alloys, with a heterogeneous distribution of lead and tin. Some of Buddha statues of the Bagan dynasty have similar alloy ratios as those of Pyu, suggesting that similar manufacturing techniques were used.

• 보존과학회지
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• 제10권1호
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• pp.31-37
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• 2001

부여 능산리절터 제3건물지(공방)의 북측 공방터에서 수습된 청동덩어리 시료 4개에 대한 금속학적 조사를 실시하였다. 시료 단면의 미세조직은 SEM을 이용하여 관찰하였고, 시료의 정성 및 정량분석은 EDS를 이용하였다. 분석 결과는 다음과 같다. 절터 제3건 물지 내의 북측공방터에서 수습된 청동덩어리 시료 1과 시료 2는 동제련 과정에서 형성된 동피(matte)를 제련하여 만든 조동(粗銅)로 추정되고, 시료 3은 구리 제련 과정에서 만든 정동(精銅)에 주석만을 첨가하여 합금했을 가능성이 있는 Cu-Sn계 청동덩어리이고, 시료 4는 정동에 주석과 납을 함께 첨가하여 합금했을 가능성이 있는 Cu-Sn-Pb계의 청동덩어리였다. 이 제3건물지(공방)에서는 동광석을 제련하여 동피를 만들거나, 외부에서 반입된 동피를 녹여 조동을 만들고, 이것들을 다시 정련하여 정동을 만든 다음에, 주석과 납을 첨가시켜 조성이 다른 여러 가지 청동제품을 만든 것으로 추정된다.

• 한국표면공학회지
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• 제18권3호
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• pp.105-115
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• 1985

Lead-tin-copper ternary alloy electrodeposition is conducted onto the inner bore surface of plain bearings as an overlay in order to investigate the effect of slot width, current density and fluoboric acid concentration on the uniformity of overlay. The thickness of overlay is analyzed by means of current distribution resulting from the overvoltage of plating bath and the apparent distance between cathode and anode. The result demonstrate that the uniformity of overlay is remarkably dependent of the slot size and current density, but has little bearing on the fluoboric acid concentration over 100g/L. This present study indicates that uniform overlay is obtainable within the tolerable thickness of ${\pm}2{\mu}m$ by using the slot width of 22mm. The surface morphology examination also shows the important role of concentration polarization of the micro-uniformity of overlay. The micro-uniformity has improved at the low concentration polarization which resulted from operating at the low current density and high fluoboric acid concentration. The surface morphology of deposits exhibits the vivid pyramid crystalline in the plating condition of low concentration polarizatio and all deposits have columnar structure parallel to the applied electric field regardless of the electroplating condition used.

• 보존과학회지
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• 제26권2호
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• pp.157-169
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• 2010

이 연구는 부여 쌍북리유적에서 출토된 도가니 내부 유리 및 청동용융물질과 금동보살입상의 재료학적 특성 및 고고과학적 상관관계를 규명한 것이다. 도가니 내부의 유리질 용융물질은 주로 황록색과 적갈색을 띠는 PbO-$SiO_2$계의 납유리로서 바륨과 안정제의 함량이 낮은 특징이 있다. 금속용융물질은 Cu, Sn, Pb의 합금으로 이루어진 청동으로 밝혀졌으며, 낮은 불순물 함량으로 미루어 고순도로 정련된 구리를 이용하여 제작되었음을 알 수 있다. 주석의 원광석으로는 석석이 이용된 것으로 판단된다. 금동보살입상의 청동소지도 구리의 함량이 높고 불순물의 함량이 낮아 고도로 정련된 원료를 사용하였으며, 쌍북리 유적의 공방에서 숙련된 기술을 바탕으로 제작되었을 가능성이 충분하다. 또한 표면에는 고순도의 금을 아말감기법으로 도금한 것으로 밝혀졌다. 한편 도가니 내 납유리와 청동물질 및 금동보살입상의 납동위원소비는 일관된 결과를 보여주지 않는 것으로 보아 납광석의 원산지 해석에는 무리가 있는 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제57권1호
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• pp.146-159
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• 2024

본 연구에서는 강진 고성사 청동보살좌상을 대상으로 과학적 분석을 통해 불상의 제작기술 및 납 원료산지에 대한 연구를 실시하였다. 불상에서 수습한 극미량의 시료를 대상으로 미세조직 관찰결과 주조 공정을 통해 제작되었음을 알 수 있었다. 이어 SEM-EDS를 통한 합금조성비 분석결과 구리(Cu) 81.26wt% 주석(Sn) 16.42wt%, 납(Pb) 1.72wt%의 삼원계 합금으로 확인되었다. 열이온화질량분석기(TIMS)를 이용한 납동위원소비 분석결과를 한반도 납동위원소비 분포도에 대입한 결과 전라도와 충청도 지역, 경상남·북도 지역에 도시되었다. 불상이 봉안된 강진 고성사는 해당영역의 사이에 위치하고 있다. 이러한 과학적 분석결과를 종합해 볼 때 강진 고성사 청동보살좌상은 구리, 주석, 납을 합금하여 주조하였으며, 불상제작 시 사용된 납 원료는 고성사 인근 지역에서 수급하여 사용한 것으로 판단된다. 이때 주목할 점은 해당 불상이 높이 51cm의 중·대형 불상임에도 불구하고 합금조성비 분석결과 기존 선행연구에서 제시한 소형 청동 및 금동제 불상의 납 함량비와 유사한 경향성을 보이고 있다는 것이다. 이에 불상의 크기와 납 함량비 간의 연관성을 고찰하고자 고성사 청동보살좌상과 조성연대가 유사한 청동 및 금동제 불상의 형태학적 특징 및 합금조성비 등 전반적인 제작기술을 비교분석 하였다. 비교결과 청동 및 금동제 불상의 합금조성비를 결정하는 요인에는 불상의 크기 뿐만 아니라 양식적인 특징, 조성연대 등 다양한 요인이 존재할 수 있으며, 이에 따라 불상을 조성할 당시 합금조성비 또는 주조기술을 적절히 조절하였을 가능성을 확인하였다. 즉, 불상의 제작기술 연구를 위해서는 방사선 투과촬영조사 등을 활용한 내부구조 관찰, 미세조직관찰 및 합금조성비 분석 등의 과학적 분석결과 뿐만 아니라 양식적 특징 및 조성연대에 관한 고고·미술사학적 연구를 함께 진행함으로서 보다 종합적인 불상 제작기술체계에 대한 규명이 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 한국표면공학회지
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• 제15권4호
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• pp.192-207
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• 1982

A study has been made of the interaction parameters of Zn other elements in dilute solutesd solution of molten cadmium alloys over the temperature range of 450 to 570$^{\circ}C$. The experi-mental measurementss were made in a touch instant cell using a fusedd Licl-KCl electrolyte. The activity of zinc in binary and ternary solutions sexhibiteds a strong positive deviation from Raoult's law. The addition of silver, indium or lead increased the activity of zinc whereas addition of copper, bismuth or tin decreased the zinc activity slightly. The results for all the metallic solutions showed a linear dependence of reciprocal of ab-solute temperature over the experimental range. The interaction parameters obtained are as follows.

• 보존과학회지
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• 제29권3호
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• pp.231-241
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• 2013

성남 판교에서 출토된 청동보살상 2점의 제작기법을 알아보기 위해 CT촬영, ICP-AES, 금속현미경, SEM-EDS를 이용하여 분석하였다. 또한 원료의 산지는 TIMS(납동위원소비)를 이용하여 알아보았다. CT촬영결과 2점의 청동보살상 모두 중공식 밀납법을 사용하여 제작되었으며, 내부의 철심을 확인할 수 있었다. 성분 및 미세조직 관찰 결과 두 점 모두 Cu-Sn-Pb의 삼원계 합금으로 열처리를 비롯한 인공적인 가공 없이 주조로 제작되었다. 납동위원소비 분석 결과 2점의 청동보살상은 한반도 남부 경기지괴의 방연석을 사용하여 제작되었을 가능성이 크다.