• 보존과학회지
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• 제27권4호
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• pp.421-430
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• 2011

본 연구에서는 청동유물에서 관찰되는 다양한 미세조직의 출현과정을 이해하기 위하여 현재 전통방식으로 방짜유기를 제작하는 한국민속촌 유기공방에서 실행되고 있는 제작방법과 담금질 조건을 조사하였으며, 여기에서 제작된 방짜유기의 미세조직과 조성을 살펴보았다. 또한 이 공방에서와 유사한 조건으로 재현실험을 수행하여 그 결과를 비교자료로 사용하였다. 전통 유기공방에서 수행하는 담금질 조건을 자세히 기술함과 동시에 작업 조건에서 나타나는 변동성을 미세조직의 관찰 결과와 함께 제시하였다. 유기공방의 화덕 온도는 $750{\sim}850^{\circ}C$로 측정되었으며 다음 단계의 작업을 위하여 화덕에서 막 꺼낸 청동소재의 표면온도는 대략 $650{\sim}685^{\circ}C$로 측정되었다. 이 같은 큰 폭의 온도 편차는 담금질 과정을 거쳐 생산된 방짜유기에 다양한 미세조직을 초래하였다. 특히 외부기온에 따른 온도편차가 큰 겨울과 비교적 영향이 적은 봄에 각각 제작된 방짜유기의 미세조직을 분석한 결과 ${\alpha}$상을 중심으로 그 배경에서 마르텐사이트(${\beta}$)상, ${\gamma}$상, ${\alpha}+{\delta}$ 공석조직 또는 이들의 혼합물로 이루어진 다양한 조직이 관찰되었다. 특히 실험실에서 재현한 시험편에서도 짧은 시간동안 가열할 경우 ${\alpha}+{\gamma}$상 또는 ${\alpha}+({\beta})+{\gamma}$상 등 다양한 미세조직이 형성되었다. 이처럼 미세조직에서 관찰되는 다양성은 유물에서도 확인되는 것으로 실제 유기공방에서 담금질시 적용하는 열처리 조건이 온도측정으로부터 예측되는 작업조건보다 훨씬 더 복잡하다는 점을 의미한다.

• 보존과학회지
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• 제34권6호
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• pp.493-502
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• 2018

현재 유기공방에서는 전통기술로 하나의 방짜유기 숟가락을 만들기 위해 10단계의 작업 공정을 거쳤으며, 형태 제작에 큰 영향을 주는 열간 단조는 3~4단계의 과정을 거친다. 열간 단조를 통해 방짜유기 숟가락의 미세조직은 수지형상의 ${\alpha}$상이 미세화되고 잘게 분산되었으며, 두드림이 가해진 부분의 ${\alpha}$상에는 쌍정이 생성되었다. 또한 ${\alpha}$상은 가해지는 망치질에 따라 점점 다각형에서 원형으로 변형되었다. 이 과정에서 서로 근접한 ${\alpha}$상은 합쳐지는 현상이 발생하였고, 담금질 후에도 합쳐진 상태로 존재하였다. 이처럼 여러 개의 ${\alpha}$상이 합쳐진 미세조직은 방짜조성의 청동유물에서도 관찰되는 것으로 기술체계의 연관성을 보여준다. 방짜조성의 Cu-22%Sn 합금을 대상으로 실시한 열간 단조 실험결과, 주조 당시 형성된 수지상의 감소율은 가공횟수에 따라 비례했으며, 두드림 작업에 의한 결정립의 미세화는 재질의 강도를 높이는 효과를 준 것으로 판단된다. 고대 유적에서 출토된 청동유물과 전통 유기공방에서 만든 방짜유기에서 동일하게 관찰되는 메자국은 문헌으로 남아 있지 않은 고대의 방짜유기 기술체계가 오늘날의 방짜유기 전통기술로 전승되었음을 보여준다.

• 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.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권1호
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• pp.26-32
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• 2008

Examination of two bronze vessels supposedly from the Koryo dynasty revealed that they consist of bowls and stands that are fixed together using rivet joints made of Cu-Ag alloys. The bowls and stands were forged out of unleaded bronze alloys of approximately 22 weight % Sn before being quenched from the ${\alpha}+{\beta}$ region of the Cu-Sn phase diagram. This specific alloy and the thermo-mechanical treatment constitute two key elements of the unique technical tradition called Bangcha (방짜) that has long been established in Korea. The high Sn content ensures better casting and the thermal treatment causes the brittle ${\delta}$ phase to be avoided in forging as well as in services. The experiment on the laboratory Cu-Ag alloys of varying Ag contents suggested that the Cu-Ag system was the best choice of materials for the rivets at the time in view of their color, availability, ductility and low melting points.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제54권2호
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• pp.22-37
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• 2021

풍탁은 한국, 중국, 일본에서 오랜 기간 사용되고 있는 불교 장엄구이다. 하지만 풍탁은 제작 시기를 추정하는 데 어려움이 있으며 유물의 수가 많지 않아 기초연구가 부족한 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 미술사적 연구를 참고하여 논산 관촉사 석조미륵보살입상의 보개에 장식되어 있는 청동풍탁 8점을 형태학적으로 분류하였으며, 이에 따른 제작 기법 및 제작 시기에 대하여 과학적으로 규명하였다. 연구 결과를 종합해볼 때 보개의 위치에 따라 관촉사 석조미륵보살입상 청동풍탁은 형태 및 제작 기법의 특징이 나타났다. 대형인 하부 보개 청동풍탁 4점은 Cu-Sn-Pb 삼원계 합금을 주조 기법으로 제작하였으며, 서산 출토 동제풍탁과 형태가 매우 흡사하여 고려 전기에 조성된 것으로 확인된다. 중형인 상부 보개 북측 청동풍탁 2점은 Cu-Sn 또는 Cu-Sn-Pb 합금을 단조 기법으로 제작하였으며, 고려 후기~조선시대에 나타나는 원통형 풍탁과 형태가 유사하다. 소형인 상부 보개 남측 청동풍탁 2점은 미량의 아연(Zn)이 존재하는 것으로 판단되는 Cu-Sn-Pb 삼원계 합금을 주조 기법으로 제작하였으며, 합금 성분 및 치게의 형태 등을 통해 조선 후기에 제작된 것으로 보인다. 미세조직 관찰 및 성분 분석을 통해 하부 보개 청동풍탁 2점은 Cu:Sn:Pb≒80:15:5의 합금비를 지닌 삼원계 합금을 주조 후 서냉하여 제작하였음을 알 수 있다. 상부 보개 동북측 청동풍탁은 방짜유기와 유사한 합금비인 Cu-Sn 이원계 합금을 소재로 단조 기법으로 제작된 것으로 확인된다. 이를 국내 풍탁의 선행 연구와 비교·분석한 결과, 하부 보개 동측 청동풍탁 2점은 타명기에 적합한 주석 함유량을 지닌 고려시대에 제작된 강진 월남사지 출토 금동풍탁의 합금 조성비와 유사하게 확인된다. 방짜유기와 유사한 합금비를 지닌 상부 보개 동북측 청동풍탁은 현재까지 연구된 풍탁 중 유일하게 단조 기법으로 제작된 사례이다. 본 연구를 통해 풍탁의 제작 시기를 형태학적 특징으로 구분하는 데 있어 과학적인 근거를 통해 보다 명확하게 구분할 수 있는 기초자료를 제공하고자 하였다.