• 헤리티지:역사와 과학
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• 제53권3호
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• pp.244-257
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• 2020

국보 제331호 창덕궁 이문원 측우대는 제작 연대를 알 수 있어 문화유산으로서 가치가 높다. 그러나 국가지정 측우대에 대한 과학적 조사는 부족한 실정이며, 보다 정밀한 분석과 보존과학적 고찰이 요구된다. 따라서 문화재의 특성을 고려하여 정밀 육안 관찰을 통한 암석기재적 특징 조사, 휴대용 X-선 형광 분석, 전암대자율, 감마스펙트로미터 등의 비파괴 분석을 수행하였다. 창덕궁 이문원 측우대의 암석기재적 특징 분석 결과, 대리암으로 동정되었다. P-XRF 분석 결과를 GSJ Reference Samples(JLs-1, JDo-1)의 측정값과 비교한 결과, 백운암질 대리암으로 판단된다. 국가지정 측우대(국보 제330호 대구 경상감영 측우대, 보물 제843호 관상감 측우대, 보물 제1652호 통영 측우대)에 대하여 동일한 방법으로 분석한 결과, 대구 경상감영 측우대는 반화강암, 관상감 측우대는 중립-조립질 담홍색 흑운모화강암으로 동정되었다. 이와 같은 결과를 바탕으로 창덕궁 이문원 측우대의 구성 암석이 유일하게 대리암으로 제작되었음을 확인하였다. 또한 선행 연구 사례를 참고할 때, 경복궁 근정전 품계석 중 동반의 정1품 품계석, 서울 원각사지 십층석탑, 복각천상열차분야지도 각석의 구성 암석은 창덕궁 이문원 측우대와 동일한 재질인 백운암질 대리암으로 확인된다. 조선시대에는 신분에 따라 사용할 수 있는 재료가 구분되므로, 대리암은 시대적인 배경에서 신분적인 특수성을 가지는 재질로 해석된다. 또한 왕실에 의해 제작된 대리암 문화재들이 백운암질 대리암과 연관되는 경향을 고려할 때 특정 암종을 선택적으로 수급하였을 가능성에 대한 심화 연구가 필요하다.

• 보존과학회지
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• 제32권4호
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• pp.549-560
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• 2016

진안 봉곡도요지 출토 흑유자기에 대하여 과학적 분석과 재현실험으로 재료학적 특성 자료를 제시하고자 한다. 미시적 관찰과 물리적 특성, 화학조성 분석으로 구분하여 실시하였으며, 재현실험은 분석결과에 따라 시판 흑유, 석간주 및 석회석을 사용하여 시편을 제작하고 단면을 관찰하였다. 물리적 특성은 자화 정도에 따라 일부 도편에서 차이를 보이며, 미시적 관찰에서 유약 내에 수지상 등의 결정 조직이 관찰되었다. 열분석에서 $1200^{\circ}C$ 내외에서 발열피크가 확인되고 결정구조분석에서 뮬라이트가 동정되어, 약 $1100{\sim}1200^{\circ}C$의 온도에서 소성된 것으로 판단할 수 있다. 유약의 성분 조성은 타 지역 출토 흑유자기의 유약에 비하여 $Fe_2O_3$의 함량이 약 22%로 높게 나타나며, CaO의 함량은 약 9%로 낮게 나타난다. 재현실험에서 석간주와 석회석의 혼합비에 따라 유약층의 단면에서 출토 도편과 유사한 결정 조직을 이루는 것이 관찰되었다. 이는 산화철이 용융, 응고되는 과정에서 생성되는 것으로 추정된다.

• 보존과학회지
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• 제36권2호
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• pp.112-122
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• 2020

본 연구는 장흥 풍길리 출토 도자기들의 소성특성 등 제작기술과 재료학적 비교 분석을 통해 상관성을 밝혀내고자 하였다. 색차 분석결과 넓은 영역에서 분포하였으며, 유약층과 태토층의 단면 미세조직에서도 청자와 백자, 흑유자기, 도기편들이 서로 특징적인 차이를 보이지 않았다. 구성광물과 열분석을 통해 소성온도를 추정한 결과, 대부분 1100℃에서 소성된 도편과 일부는 1200℃ 이상의 고온 소성된 도편들도 있었다. 태토의 주요성분분 함량에서도 청자와 백자의 명확한 구분이 어려웠으며, 통계분석에서도 유약은 도자기의 종류에 따라 3개의 그룹으로 분류할 수 있으나 태토는 청자와 백자, 흑유자기가 유사한 1개의 그룹으로 분류된다. 이는 원재료의 차이라기 보다는 수비와 같은 정선과정에서 일부 성분이 제거되거나 첨가되었을 가능성이 높다. 따라서 다양한 도자기를 제작하고자 하는 기술적인 시도가 있었고, 도자기의 제작 기술과 재료가 안정화되지 않은 초기 단계였음을 과학적 분석을 통해 알 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제34권1호
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• pp.39-50
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• 2018

본 연구에서는 전통 제련법을 토대로 사철을 이용해 괴련철 생산을 재현하고 슬래그 및 괴련철을 분석하여 재료학적 특성을 알아보았다. 원료는 고문헌을 토대로 경주사철과 포항사철을 이용했다. WD-XRF 및 XRD 결과 경주사철은 저티탄사철의 Magnetite이며 포항사철은 고티탄사철의 Magnetite와 Ilmenite가 혼합됨을 확인하였다. 슬래그의 XRD 및 미세조직 분석결과 경주사철 슬래그는 Fayalite와 $W{\ddot{u}stite$, 포항사철 슬래그는 Titanomagnetite와 Fayalite가 확인되어 사철의 Ti 함량에 따른 조직의 차이를 확인하였다. 괴련철의 미세조직의 분석결과 경주사철 괴련철은 표면에 공석강에 가까운 탄소함량을 보이는 Pearlite가 우세하며, 내부는 Ferrite와 Pearlite가 혼재된 아공석강이었다. 포항사철 괴련철은 순철에 가까운 Ferrite이었다. 괴련철의 철물화를 위해서는 내부 불순물 제거, 조직을 치밀하게 하는 정련 및 단접이 필요함을 확인하였다. 향후 다양한 조건의 전통 제철 실험을 통해 제철부산물의 성격을 규명하고 제철 유적의 특징을 알아보는데 중요한 데이터로 활용 가능할 것이다.

• 보존과학회지
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• 제25권3호
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• pp.255-271
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• 2009

이 연구는 기흥 농서리 유적에서 출토된 신석기, 청동기 및 원삼국 시대의 토기를 대상으로 산출상태와 물리적, 광물학적 및 지구화학적 특성을 분석한 것이다. 이 결과, 신석기시대 토기편은 사질 태토와 다량의 활석 및 운모 비짐이 특징적이며, 청동기시대 토기편은 특별한 정선과정 없이 사질의 태토를 사용한 것으로 나타났다. 또한 원삼국시대 토기편은 정선된 태토를 이용하였으며, 각 시대별 토기편은 점이적으로 변화되는 경향이 나타난다. 또한 화학조성을 비교한 결과, 유적지 주변의 동일 기반암에서 풍화에 의해 생성된 원료를 이용하여 제작된 것으로 해석되었다. 그러나 신석기시대 토기는 다량의 활석과 운모 등을 첨가하였고, 원삼국시대 토기편은 태토를 매우 정선하여 이용하는 등 제작기법에서 시대에 따른 차이를 보인다. 이들 토기편의 소성온도는 신석기시대의 경우, 대부분 $700{\sim}760^{\circ}C$, 청동기시대의 경우는 $850{\sim}900^{\circ}C$ 그리고 원삼국시대는 $900{\sim}1,050^{\circ}C$로 전체적으로 넓은 소성범위를 갖는 것으로 나타났다. 그러나 각 시대별 토기의 특징은 시간적으로 단절된 특징을 보이지 않으며 제작기법 상의 변화양상이 나타난다.

• 보존과학회지
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• 제32권2호
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• pp.167-178
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• 2016

유화의 구성 조건 중 차단층은 작품보존에 중대한 영향을 미치는 부분이나, 차단층의 역할 및 재료에 대한 보존과학적 접근은 미미한 실정이다. 이에 본 연구에서는 문헌자료 및 유화작품의 구조별 분석 결과를 근거로 표준시료를 제작하였으며, 방습성 평가 및 가속열화실험을 통해 차단층 재료의 기능을 평가하였다. 문헌자료 조사 결과, 과거부터 차단층으로 이용되어온 재료는 아교이고, 현대로 넘어오면서 합성수지가 병용되고 있으며, 특히 Polyvinyl Acetate(PVAc)가 널리 사용되고 있는 것으로 나타났다. 유화작품 분석 결과, 지지체의 표면에서 차단층이 확인되었으며 차단층 재료는 아교로 동정되었다. 바탕칠층 안료는 Funaoka canvas를 기준으로 분석한 결과, 산화납과 산화타이타늄이 주요 구성성분인 것으로 나타났다. 이러한 결과를 근거로 표준시료를 제작하여 차단층 재료의 기능평가를 수행한 결과, 아교의 경우 낮은 수축률을 보였으나, 방습성, 색도, 그리고 인장강도에서 다소 취약한 것으로 나타났으며, 조밀한 균열이 확인되었다. PVAc(A)의 경우 방습성, 색도, 그리고 인장강도에서 안정적인 결과를 나타냈으나, 높은 수축률과 넓은 간격의 균열이 확인되었다. PVAc(B)의 경우 인장강도, 수축 팽창률, 그리고 표면관찰에서 안정적인 결과를 나타낸 반면, 방습성에서 취약한 결과를 보였다. 각각의 차단층 재료별로 상이한 결과가 나타난 것은 차단층 재료의 친수성과 소수성, 분자 간의 밀도와 접착 특성에 기인한 것으로 판단된다. 이러한 결과는 향후 유화작품 보존을 위한 자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 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.

• 보존과학회지
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• 제37권5호
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• pp.525-535
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• 2021

본 연구는 동궁비 원삼의 직금단과 자수에 사용된 금사를 대상으로 과학적 분석을 통해 재료적 특성을 파악하였다. 동궁비 원삼의 금사 배지는 비목질계 섬유소가 관찰되어 닥나무 섬유의 한지를 사용한 것으로 추정된다. XRF 분석을 통해 동궁비 원삼의 통수스란에는 순금의 편금사, 색동과 한삼에는 편은사로 제직한 직금단임을 알 수 있었다. 특히 편은사에서는 황이 높게 검출되는데 이것은 은을 사용하여 금빛을 내기 위한 훈증의 유황 성분의 영향과 보존환경에 의한 황화은이 형성된 것으로 보인다. 또한 용보의 문양은 연금사와 연은사로 표현하였으며, 용보의 테두리는 순금의 연금사로 장식하였다. 특히 본 연구에서는 금사의 금속면과 배지 사이의 접착제와 혼합물에 대해 GC/MS, XRF, Raman 분석을 실시하였다. 그 결과 단백질계 화합물인 아교와 같은 접착제를 사용하고, 혼합물로는 편금사의 경우 활석을 섞고, 편은사에는 석간주를 혼합하여 사용하였음을 확인할 수 있었다.

• 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.

• 박물관보존과학
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• 제30권
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• pp.89-100
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• 2023

박물관 소장품은 다양한 재질로 구성되어 있으며, 유형과 제작 물성에 따른 다양한 과학적 조사가 이루어지고 있으나, 초소형 유물에 대한 연구는 미진하다. 본 연구에서는 금령총에서 출토된 백색 초소형 물질의 재료학적 특성을 파악하기 위해 다양한 비파괴 조사(비중측정, 현미경조사, Nano CT, SEM-EDS, XRD, RAMAN)를 실시하였으며, 선행연구된 고려시대 복장품과 비교 검토하였다. 비파괴조사 결과, 탄산칼슘(CaCO₃)을 주성분으로 하는 아라고나이트(Aragonite)가 주구성광물로 확인되었으며, 진주의 성장선이 관찰되어 보석인 진주로 확인되었다. 본 연구를 통해 고대 한반도에서 진주의 출현시기를 6세기로 확인하였으며, 향후 백색의 초소형 물질에 대한 과학적 검토를 통해 당시 사회문화에 대한 정보를 획득할 수 있을 것으로 기대된다.