• 열병합발전
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• 통권30호
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• pp.21-25
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• 2002

According to recent Korea Electric Power Company report, yearly distribution line brass cramp bolts failure summed up to 4,400 cases emerging as one of main local break-down causes. Naturally, the need for the investigation was proposed To determine the root cause of the cramp bolt failures, mechanical and metallurgical investigation were performed for 90 samples which collected from various sites. For the understanding of the geometric characteristics, stress distribution was evaluated by CAE program and proof load of each bolts was tested. The SEM&EDS was used for metallurgical investigation. Through the investigation, the root causes of failures were confirmed. All damaged bolts showed intergrannular fracture mode and the all fractured bolt showed ß phase morphology contrast to the a&ß mixture morphology of the non-damaged samples. Additionally, EDS analysis confirmed the existence of lead rich layer on grain boundaries.

• 박물관보존과학
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• 제1권
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• pp.61-74
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• 1999

황남대총 98호분 북분과 남분에서 출토된 유리시료 40점에 대한 과학적인 분석을 실시하였다. 유리의 성분조성은 주사전자현미경-에너지분산형분광기(SEM-EDS)를 사용하여 정량분석하였고 다변량해석법을 통하여 시료를 분류하였다. 그 결과 시료 40점 모두 Na₂O를 약 20%정도 함유한 소다-석회(Na₂O-CaO-SiO₂)유리임을 확인하였으며, 다시 5개 주성분(SiO₂, Al₂O₃, Na₂O, CaO, K₂O)으로 다변량해석[주성분분석(PCA)]을 실시한 결과 2개의 군(群)으로 분류되었다. I군(群)에 포함된 시료는 Al₂O₃의 농도가 9.7%로 높고 CaO의 농도는 2.2%인데 비하여 II군(群)에서는 각각 3.2%, 4.9%의 범위로 나타났다. 특히 시료 No. 12의 노란색으로 편석된 부분을 미소부위 XRD로 분석한 결과 PbSnO₃임을 국내 최초로 확인할 수 있었다. 연(鉛)을 함유한 시료 중 No. 12, 17은 열이온화질량분석기(TIMS)로 납동위원소비를 측정하였고 선형판별식분석법(SLDA)을 이용하여 납의 산지를 추정하였다. 그 결과 각각 중국 남부, 한국 남부의 납광석을 사용한 것으로 나타났다.

• 보존과학회지
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• 제9권1호
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• pp.1-10
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• 2000

1993 년, 충북 청주시 사뇌사지에서 많은 양의 청동 유물이 발견되었다. 이중 12점에서 시료를 채취하였고 원자 흡수 분광법 및 유도 결합 플라스마 방출 분광법을 이용하여 성분분석을 실시하였다. 또한 금속현미경 및 주사전자현미경을 이용하여 금속의 미세조직을 관찰하였다. 사뇌사지 출토 청동기는 성분, 제작 방법 그리고 용도에 따라 주조품, 단조 품, 타명기 그리고 땜 등 4 가지 종류로 분류되었다. 의례 용기로 사용된 주조품은 70% Cu, 10% Sn 그리고 20% Pb의 합금으로 ${\alpha}+{\beta}$의 전형적인 주조 조직을 보이고 있다. ${\delta}$상은 적은 양의 Sn 때문에 쉽게 관찰되지 않고 있으며 상대적으로 많은 양의 납을 함유하고 있어서 납편석을 관찰할 수 있다. 생활 용기로 사용된 단조품은 80% Cu와 20% Sn 합금으로 ${\alpha}$상과 담금질 조직을 보이고 있어 열처리를 행한 것으로 추측된다. 가공방법은 ${\alpha}$상의 모습과 ${\alpha}$상 내에 존재하는 쌍정으로 확인할 수 있다. 납은 가공을 어렵게 하므로 합금되지 않았다. 소리를 내기 위한 타명기는 85% Cu, 10% Sn, 5% Pb 또는 90% Cu, 10% Sn으로 합금되었으며 많은 양의 주석을 함유된 상태로 주조되어 수지상 구조를 나타내고 있다. 땜은 83% Cu, 12% Sn 그리고 5% Pb로 합금되었으며 공기중에서 빠르게 냉각되어 미세한 수지상 구조를 보이고 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제47권4호
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• pp.224-243
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• 2014

"용재총화", "천공개물", "The Korean Review"등의 고문헌을 통하여 청동유물 제작에 사용된 소재, 거푸집, 합금 등의 주조기술을 확인하였다. 상평통보 복원 주조실험은 "The Korean Review"를 기초한 주물사주조법을 적용하여 황동, 청동 소재의 모전판(母錢版, 鑄錢版)을 제작하였다. 거푸집은 본기(本器)틀과 목틀, 주물사로 구성되는데 본기틀은 주물사를 담는 바깥 틀의 재질에 따라 목틀과 쇠틀로 나뉘며, 주물사는 옅은 황색의 전북 이리사를 사용했다. 주물사주조법으로 상평통보 복원에 사용된 모합금 성분비를 살펴보면, 황동은 "The Korean Review" 기록의 성분비인 Cu 60%, Zn 30%, Pb 10%를 근거로 삼았으며, 실제 복원에는 합금 시 아연과 납이 기화되어 성분비율이 감소될 것을 감안하여 Cu 60%, Zn 35%, Pb 15%로 설정하였다. 청동은 청주시 신봉동유적 출토 해동 통보의 성분비인 Cu 80%, Sn 6%, Pb 14%를 근거로 하였으며, 실제 복원에는 Cu 80%, Sn 11%, Pb 19%로 설정하였다. 주물사주조법에 의한 상평통보 복원은 목재로 부전(父錢)을 먼저 제작하고 목틀과 본기쇠틀을 이용한 거푸집 만들기, 합금, 주조하기, 모전 만들기 등의 과정으로 모전판(母錢版, 鑄錢版)을 복원하였다. 복원된 상평통보의 모합금과 1차 주조, 2차 주조물의 성분분석을 실시한 결과 청동 모합금은 구리는 약 5%가 증가하고 납은 약 4% 손실되었으며, 황동 모합금은 구리는 약 5%가 증가하고 납은 약 4%, 아연은 12%은 감소하여 아연의 손실률이 큰 것을 알 수 있다. 1차, 2차 모전판의 EDS 분석결과 청동 모전판은 1차에 비해 2차에서 납이, 황동 모전판은 아연이 낮게 나온 것은 1차 모전판의 용융과정에서 납과 아연이 기화된 결과로 보인다. 또한 청동과 황동의 모합금과 1차, 2차 주전판의 미세조직에서는 ${\alpha}$상과 크고 작은 납 편석물이 보이고, 황동 모전판에서만 불순물로 보이는 Al, Si 등이 확인되었다.

• 분석과학
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• 제5권2호
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• pp.191-197
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• 1992

익산군(益山郡) 용제리(龍提里)에서 출토(出土)된 기원전(紀元前)의 세형동검(細形銅劍)을 습식(濕式) 및 원자흡수분광법(原子吸收分光法)으로 조성(組成)을 정량(定量)하였으며, 시편(試片)을 연마(硏磨), 부식(腐蝕)시켜 광학현미경(光學顯微鏡)과 주사형(走査型) 전자현미경(電子顯微鏡)으로 미세구조(微細構造)를 관찰(觀察)하였다. 또한 질량분석계(質量分析計)를 써서 납동위원소비(同位元素比)를 측정(測定)하여 원료(原料)의 산지(産地)를 추정(推定)코자 하였다. 세형동검(細形銅劍)은 Cu-Sn-Pb계(系)로서 Sn이 17%, Pb가 6.8%로서 Sn이 10% 이상이고 Pb가 첨가(添加)된 것으로 보아 청동기(靑銅器) 중기(中期) 이후(以後)임을 알 수 있었다. 시료내부(試料內部)는 ${\alpha}$와 (${\alpha}+{\delta}$) 공정(共晶)으로 되어 있으며 편석(偏析)이 일어나 있었다. 원료(原料)는 중국(中國) 북부산(北部産)일 가능성(可能性)이 크다.

• 보존과학회지
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• 제25권2호
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• pp.207-217
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• 2009

임진왜란 이전의 청동활자인 계미자, 경자자, 을해자 등 10종을 복원하기 위하여 계축자인 동국여지승람의 복원 활자를 통하여 주조할 당시의 합금비율, 주조방법과 각 주조 단계 별 미세조직 변화를 관찰하였다. 청동활자의 평균 조성은 국립중앙박물관에서 소장하고 있는 을해자의 평균 성분조성(Cu: 86.7%, Sn: 9.7%, Pb: 2.3% 등)을 기준으로 하여 구리와 주석, 납의 합금 비율을 구리 87%, 주석 15%, 납 8%로 정하였다. 주요 금속활자를 복원하기 전에 모합금을 제작한 후 다시 모합금을 용융하여 활자를 복원하였다. 1차로 복원한 계축자의 성분조성은 Cu 85.81~87.63%, Sn 9.27~10.51%, Pb 3.05~3.19%의 범위를 보였다. 2차로 복원한 계축자는 1차 주조 후 남은 가지쇠를 용융하여 주조한 것으로서 성분조성은 Cu 87.21~88.09%, Sn 9.06~9.36%, Pb 2.80~3.05%의 범위를 보여주고 있다. 이 결과는 1차로 복원한 활자에 비하여 주석과 납의 함량이 소량 감소하였으나 국립중앙박물관 소장 을해자의 평균조성과는 큰 차이가 없는 것으로 확인되었다. 복원한 계축자의 미세조직을 관찰한 결과 청동의 전형적인 주조조직인 수지상(dendrite)조직이 잘 발달해 있으며, 납편석물들이 조직 내에 산재해 있음을 관찰할 수 있었다. 1차 주조 후 관찰한 미세조직과 남은 가지쇠를 용융하여 2차로 활자를 제작한 후 미세조직을 비교한 결과 1차로 주조한 것에 비하여 2차로 주조한 것이 일부 공석상 영역이 감소한 것으로 보이나 조직별 차이점은 발견하지 못하였다. 조선왕실 금속활자의 체계적이고 과학적인 복원 실험을 통해 활자 주조방법의 기준 및 합금조성의 비율 등을 제시할 수 있었으며 앞으로 활자 복원 연구에도 큰 도움이 될 것으로 본다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제48권4호
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• pp.4-23
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• 2015

출토 청동유물은 매장 상태에서 구성 성분, 제작기법, 매장 환경 등에 의해 형태 및 화학적으로 특성을 가지는 부식층이 형성된다. 안정한 상태의 부식층은 유물을 보호할 뿐만 아니라 유물의 정보를 담고 있으며, 이를 통한 부식층의 특성과 메커니즘 이해는 보존처리 시 중요한 자료가 된다. 화합물의 화학적 정보를 구별하고 분석이 가능한 분석 방법 중에 라만분광분석법은 원소분석이 주로 이루어졌던 미세영역에 대해서 화합물의 화학적 정보 및 구조에 대한 정확한 정보를 얻을 수 있는 분석방법이다. 이에 본 연구에서는 출토 청동용기에 대해서 라만분광분석을 실시하여 출토 청동유물의 부식층의 특성을 확인하고 SEM-EDS 분석을 병행하여 종합적인 고찰을 하고자 하였다. 분석 결과 출토 청동유물의 외부 부식층에서는 구리 화합물인 malachite와 부식 환경에 기인한 albite, quartz, microcline 등과 같은 토양 및 점토 광물이 혼재되어 층을 형성하고 있다. 이는 매장 상태에서 부식이 진행되었음을 보여 줄 수 있다. 내부 부식층에서는 cuprite가 확인되며 일부 라만스펙트럼에서 나타나는 차이는 산화주석과 같은 혼재되어 있는 화합물에 의한 간섭으로 추정된다. 또한 내부 부식층에 존재하는 납 편석은 PbO, $PbSO_4$, $PbCO_3$ 형태로 존재하거나 cuprite로 대체되는 것을 확인하였다. 조사 샘플의 수가 적고 매장 토양에 대한 정보의 부족으로 일반적인 결론을 내릴 수는 없지만, 이러한 결과들을 통해서 청동유물에서 나타나는 부식과정과 오랜 시간 부식된 청동에서만 나타날 수 있는 특성들을 명확히 규명할 수 있다면 진위판별에 적용 가능성이 있다. 따라서 다양한 출토 유물에 대한 분석과 부식 환경까지 종합적으로 검토하는 추가적 연구가 필요할 것으로 사료된다.