• 보존과학회지
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• 제29권4호
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• pp.355-366
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• 2013

전세품인 청동기를 대상으로 ICP-AES, SEM-EDS와 두 종류의 P-XRF (Bench top type, Gun type)를 이용하여 성분분석과 미세조직 관찰을 실시하였다. 또한 전세품 청동기의 성분 함유량을 분석하는 과학적 분석을 이용하여 특이원소의 검출에 따른 청동기의 진위 판별에 대한 적용성 연구를 실시하였다. ICP-AES의 분석 결과 청동기는 3원 합금(Cu-Sn-Pb계)의 청동으로 Ag, As, Co, Fe 등의 미량 성분이 검출되었으며 특이 원소(Zn 등)는 검출되지 않았다. P-XRF 분석결과 ICP-AES 분석결과와 비교하였을 때 Cu의 함유량은 10~25% 낮고, Sn 함유량은 10~20% 높게 검출되었다. 이는 탈주석 현상으로 Sn의 함유량이 높은 산화주석($SnO_2$) 화합물이 청동기 표면에 존재하여 영향을 주는 것으로 판단되었다. 그리고 SEM-EDS 분석결과 Pb의 편석 현상을 확인할 수 있었다. 이러한 과학적 분석 방법을 이용하여 청동 소지층과 부식층(표면)의 성분 조성 관계가 서로 다르게 나타나는 것을 확인하였다. 청동유물은 미세조직 및 성분분석 결과만으로 진위판별에 대한 결과를 적용하기가 어려웠다. 따라서 매장 환경 및 유물의 보존 상태 등에 따라 부식생성물질이 서로 다른 양상을 보이는 것에 착안하여 부식생성물질에 대한 추가적인 연구와 고고미술사적인 비교연구를 통하여 진위여부를 확인할 수 있을 것으로 사료된다.

• 보존과학회지
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• 제30권4호
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• pp.417-425
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• 2014

구리에 다양한 비율의 주석을 혼합하여 청동합금을 제작하고 합금 비율에 따른 색도 변화를 분석하였다. 색도를 미세조직의 변화와 함께 분석한 결과, Cu-Sn 청동은 주석함량이 높아질수록 적 황색도를 나타내는 $a^*$와 $b^*$값은 감소하며 전체적인 백색도가 크게 증가하였다. 하지만 백색도와 밀접한 $L^*$값이 감소하는 특이한 현상을 보였다. Cu-Sn 청동의 미세조직 내에서 존재하는 ${\alpha}$상의 비율이 증가될수록 적 황색도가 높아졌고, ${\delta}$상의 비율이 증가할수록 $a^*$와 $b^*$값이 낮아졌다. 한편 동일한 성분 조성을 가진 Cu-22% Sn 청동을 다양한 열처리 조건으로 상변화를 일으킬 경우 주조 조직인 ${\alpha}+{\delta}$상과 담금질 조직인 ${\alpha}+{\gamma}$상, ${\alpha}+{\beta}$상에서 미세한 색도변화가 일어났다. 이는 동일한 조성의 합금도 다른 분율을 가진 미세조직을 생성시킴에 따라 색상 변화가 생길 수 있음을 보여준다. Cu-Sn 청동을 담금질할 경우, 합금 내에서의 미세조직 변화에 따른 적 황색도는 ${\alpha}$상, ${\beta}$상, ${\gamma}$상, ${\delta}$상의 순으로 감소하였다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제48권2호
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• pp.110-119
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• 2015

풍납토성은 백제 초기의 토성으로 토기 및 주거유물과 더불어 다량의 청동기가 출토되었다. 본 연구에서는 풍납토성 출토 청동기의 제작기술과 청동기 내에 포함된 납 원료의 산지를 추정하기 위해 출토지가 명확한 7점의 청동기 시편에 대한 분석을 실시하였다. 금속심이 남아있는 4점에 대한 미세조직 및 성분 분석 결과, 3점은 Cu-Sn-Pb의 3원계 합금이며 나머지 1점은 Cu-Sn의 2원계 합금의 청동기로, 조직 내에 뚜렷한 쌍정이 관찰 됨을 확인할 수 있다. 또한 주성분 이외에 S(황), Fe(철)가 검출되어 황동광($CuFeS_2$) 또는 반동광($Cu_5FeS_4$)을 원광석으로 사용하였음을 알 수 있다. 납동위원소비 분석을 이용한 산지 추정 결과 4점의 청동포수, 청동세환 2점, 청동유물 편(나)의 청동기에 산지는 zone 3(충청남 북도, 전라남 북도)의 지역으로 표시되었다. 청동유물 편(라)는 중국 북부로 표시되었으며 청동검은 zone 2(경상남 북도)의 원료를 사용하여 제작하였을 것으로 판단된다.

• 박물관보존과학
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• 제2권
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• pp.57-68
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• 2000

청주 사뇌사지에서 출토된 청동기 12점에 대한 과학 분석을 실시하였다. 이들 각 시료의 금속조직에 나타난 결정 입자의 형태, 크기, 분포와 관련하여 검토한 결과 식기류, 제기류, 타명기류로 나타났는데 성분조성에 따른 분류 결과와도 일치하였다. 식기류는 주로 단조품으로서 성분조성비는 Cu:Sn:Pb≃8:2:0, 제기류는 주조품으로서 Cu:Sn:Pb≃7:1:2, 타명기류는 Cu:Sn:Pb≃85:10:5/9:1:0이었다. 즉, 원료의 배합비는 제품의 용도 및 제작방볍과 밀접한 관계가 있다는 것을 알 수 있었다. Cu와 상관계수가 높은 원소는 Co, Fe, As이었는데 이는 Cu 광물에 불순물로 함께 분포한다는 것을 의미하며 As 함량은 식기류, 제기류, 타명기류 순으로 증가한다는 것을 알 수 있었다. 또한 납 함유량이 높은 청동기 3점의 납동위원소비를 분석하고 원료의 산지를 추정한 결과 일본·중국산 납을 사용한 것으로 나타났다. 땜납의 성분조성은 Cu:Sn:Pb≃83:12:5이었으며 Pb의 결정이 작고 고르게 분포하고 있었다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제51권4호
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• pp.224-233
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• 2018

충주 호암동유적 및 부여 청송리유적 출토 청동기 33점의 분석을 통해 초기철기시대 청동기의 제작기술과 납의 산지를 연구하였다. 휴대용X선형광분석기를 이용한 비파괴 성분분석 결과 출토된 청동기 33점은 인위적으로 납을 첨가한 구리(Cu), 주석(Sn), 납(Pb)의 3원계 합금으로 판단된다. 4점의 청동기(동경 2점, 동검 1점, 동모 1점)의 전자탐침미소분석기를 이용한 성분분석 결과 충주 및 부여 출토 동경은 30%의 주석(Sn)과 10% 미만의 납이 포함된 고주석청동기로 확인되었으며 동모와 동검에서는 20% 내외의 주석과 5%의 납(Pb)이 검출되었다. 미량원소로는 철(Fe), 아연(Zn), 비소(As), 은(Ag), 니켈(Ni), 황(S) 및 코발트(Co)가 검출되었다 청동기 4점은 기능적인 면을 고려하여 합금되었으며 주석함량이 높아 주조 이후 열처리는 하지 않았다. 열이온화질량분석기를 이용한 충주와 부여 출토 청동기의 납동위원소비 분석을 통해 초기철기시대 청동기 33점은 Zone 1을 제외한 한반도 남부 전 지역에 걸쳐 분포함을 확인하였다. 이를 통해 충주와 부여에서 출토된 청동기는 경상도 지역의 납 원료를 사용하지 않고 한반도 내 다양한 산지의 납 원료를 사용했음을 판단하였다. 출토지가 달라 제작기술과 원료산지의 차이점이 존재할 것이라 추정하였으나 분석결과를 통해 이 시기의 청동기의 제작기술은 일반화되어 있었으며, 다양한 곳에서 다양한 산지의 원료를 이용하여 청동기를 제작하였음을 추정하였다.

• 열처리공학회지
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• 제17권1호
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• pp.2-9
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• 2004

This study has examined the metallurgical microstructures and alloy compositions of 3 bronze artifacts, a vessel, a spoon and a chopstick, manufactured in the Koryo Dynasty. The results show that they were made from Cu-Sn alloys whose Sn content ranges from 22 to 24% by weight. It is of significant importance to find that they were all given special thermo-mechanical treatments during their manufacturing. It has been found that the Koryo bronze workers were well aware of the mechanical properties of ${\alpha}$, ${\beta}$, ${\gamma}$ and ${\delta}$ phases that appear in the Cu-Sn alloys. Knowing how to promote or suppress the formation of each phase, they were able to find proper alloy compositions and temperatures for the high Sn alloys to be successfully forged. The present study will detail the Koryo bronze technology as estimated from the microstructures of the 3 bronze artifacts. The results of the reproduction experiments with Cu-24%Sn will also be presented to explain how the microstructures develop and to estimate the mechanical properties of each phase.

• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 한국문화재보존과학회 2004년도 제20회 발표논문집
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• pp.137-153
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• 2004

We have analyzed the ingredients of 17 pieces of Bronze Age bronze ware, and an additional 22 pieces of Koryo and Chosun dynasty bronze ware. We have also conducted analysis of the extraction sites where these bronze ware items were found. For analyzing the main ingredient the bronze ware items have been divided into 3 groups - Cu-Sn(70?75:20), Cu-Pb-Sn(70:10:10), Cu-Pb-Sn(60:10:20) type respectively. In tile cases of the Cu-Pb-Sn groups the division comes down to differences in the Cu content as the main component, and elements such as Ni, Fe, Co contribute as a micro ingredient. The geographical and periodic characteristics of ancient bronze ware items show that theircompositional element changes from Cu:Sn to Cu:Pb:Sn and the Cu content decreases with the period,while the Pb content increases with the period. Bronze ware items from Suchon Ri, Gongju (that were used in 3 B.C.) form very different categories from 3rd ${\~}$ 2nd B.C.. They additionally formed very different categories from those bronze ware items analyzed in this research. These bronze ware itemsare shown to be geographically close and periodically overlapped, but made of a new elemental composition. This shows an inflow of a production technical culture present in the new bronze wares. The main component content of Cu is lower, and the Co and Fe contents (as microelements) are much higher than that of other bronze ware items. Such facts showthat those bronze ware items used completely different materials from bronze ware items in other cultural areas, or that there were differences in smelting techniques In the places where ancient bronze ware items have been extracted, it is presumed that the materials originated from the southern parts of Korea andnorthern parts and southern parts of China. .As more bronze ware scientific research is compiled one can conclude that that there will be enough scientific evidence to study the Bronze Age culture of Koreasystematically.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제37권
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• pp.267-284
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• 2004

본 연구에서는 경주의 신라왕경 유적지에서 출토된 청동유물 8점의 금속학적 미세조직을 분석하여 이들의 제작에 적용된 청동기 기술의 변천과정을 추적하는 작업이 수행 되었다. 그 결과 합금의 조성 면에서는 주석함량이 22%를 지향하여 변화되고 있다는 사실과 의도적으로 납을 제외시킨 흔적이 명백하게 드러났다. 제작기법 면에서는 주조를 근간으로 하되 단순히 주조로만 이루어진 경우와, 주조와 단조 또는 주조와 담금질을 병행한 경우, 그리고 주조와 단조와 담금질을 모두 병행한 경우가 관찰되었다. 한편 비소를 함유하는 유물에서는 주석함량이 비교적 낮게 나타났으며 두드림 작업이 생략되고 있었다. 담금질처리가 수행된 점이나 합금원소에서 납을 제외시킨 점 그리고 비소가 함유된 유물에 두드림이 생략된 점은 모두 당대의 장인들이 합금의 조성과 제작기법 간의 상관관계를 이미 완벽하게 파악하고 있었음을 보여준다. 이러한 처리는 모두 주석함량이 높은 청동기에서 소재의 취성을 낮추기 위하여 필수불가결한 것으로 이를 인식하여 실천할 때에 비로소 청동기 기술체계는 완숙한 단계에 도달한 것으로 볼 수 있다. 본고에서는 왕경 출토 청동기에서 확인되는 다양한 수준의 제작기술을 제시함으로써 이 시기가 우리나라의 청동기 기술수준이 정점에 이르게 되는 변화의 시기였음을 보이고자 한다.

• 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.

• 보존과학회지
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• 제26권2호
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• pp.143-148
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• 2010

본 연구에서는 경주 봉길리에서 출토된 청동검 한 점의 미세조직과 화학성분을 분석하였다. 그 결과 이 동검에는 납이 포함되지 않은 주석함량 10%의 청동합금이 사용되었으며 제작과정에 두드림 공정이 적용된 것으로 밝혀졌다. 지금까지 보고된 한반도 출토 동검의 절대다수가 납 청동을 주조하여 제작된 것임을 고려할 때 무연청동에 두드림 공정을 적용하였다는 점에서 본 동검은 다른 것들과 구별된다. 이 동검은 고고학적 가치가 큰 희귀한 자료로서 고대 경주지방에 독특한 청동기 기술을 구사하는 집단의 존재 가능성을 시사한다.