• 한국문화재보존과학회:학술대회논문집
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• 한국문화재보존과학회 2004년도 제20회 발표논문집
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• pp.33-42
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• 2004

The forged iron axe found in the No. 2 wood-framed tomb (the middle 3rd century) of Hwangseongdong, Gyeongju is rectangular on the plane level. It shows an obtuse angle in the edge part, while the joint part has the both sides folded up and shows the traces of wood. Under the reflected light, the Iron axe shines in metal luster, which is bright light gray or light creamy colors. The result of x-ray diffraction analysis shows that the axe consists of magnetite and geothite, which can explain why the composition and structure of the original ore has been kept intact. The microtexture of the axe has the irregular network of ferrite and pearlite, and tile cementite of tiny amount in the ferrite background. The overall treatment of the texture seems to be thermal with a high ratio of carbon. There are fine-grained magnetite, wolframite, quartz, calcite, mica, hornblende and pyroxene inside the axe. Those must be the impurities that they failed to remove in the refining process. The normal ferrite is composed of pure iron whose $Fe_2O_3$ proportion is from 99.16 to $99.84\;wt.\%$. Other than them, the ferrite parts usually contain $Al_2O_3\;and\;SiO_2$. The irregular network of pearlite also contains Impurities including $Al_2O_3\;and\;SiO_2$ and shows highly diverse patterns of carbon content. It's because the axe was carburized after the material was made to resemble pure iron. The decarbonization work didn't go well along the process marks. It's estimated that the original ore was bloom produced in low-temperature reduction and formed around in $727^{\circ}C$, which is eutetic temperature.

• 한국광물학회지
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• 제20권4호
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• pp.231-245
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• 2007

경주 황성동 목곽 2호묘에서 3세기 중후반대에 제작된 것으로 추정되는 말각 장방형의 단조 철부가 출토되었다. 이 철부의 재질은 금속광택에 밝은 회백색을 보이며 연한 크림색조를 나타냈으며, 광학적 성질은 자철석 또는 자연철의 특징과 거의 유사하다. X-선 회절분석 결과, 자철석과 침철석만이 검출된 것으로 보아 단조철부의 제작에 이용된 원광석의 조성과 조직이 그대로 보존되었음을 반영하고 있다. 철부의 내부에서는 미립의 내포물이 불규칙하게 산출되었다. 이는 철부의 원광석에 수반되었던 석영, 방해석, 운모, 자철석, 각섬석, 중석광물, 휘석 및 감람석 등이 열처리 과정에서 제거되지 않은 불순물인 것으로 판단된다. 이 철부는 전반적으로 페라이트와 시멘타이트가 공존하는 펄라이트 조직을 보이며, 탄소의 함량은 비교적 높으나 균질하게 분포하는 부분이 있는 것으로 보아, 거의 순철에 가까운 소재로 성형한 후에 침탄이 이루어 진 것으로 추정된다. 이 철부의 산출상태와 수반 내포물로 보아 원광석은 울산광산에서 생산된 자철석이 이용되었을 가능성이 있다. 원광은 저온환원법에 의해 생산된 괴련철인 것으로 해석되며, 공석온도인 $727^{\circ}C$ 부근에서 성형이 이루어진 것으로 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제52권3호
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• pp.240-251
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• 2019

울산 하대고분에서 출토된 판상철부의 미세조직을 금속학적 방법으로 분석하여 제작기술을 살펴보았다. 또한 기존의 판상철부 연구자료와 비교 및 검토하여 판상철부에 적용된 다양한 제작기술을 파악하였다. 울산 하대고분 44호 목곽묘에서 나란히 배열된 상태로 출토된 판상철부 10점을 과학적으로 분석한 결과, 판상철부의 제작기술 체계를 '(1) 순철-형태 가공, (2) 순철-형태 가공-침탄, (3) 순철-형태 가공-침탄-탈탄' 세 가지 유형으로 분류할 수 있었다. 판상철부는 모두 단조에 의해 제작되었고, 순철을 소재로 두드려 형태를 만들었다. 특히 다수의 판상철부는 형태 가공 후 침탄 처리를 통해 재질을 강화시켰는데, 이는 중간 소재 또는 화폐로 통용됨으로써 당시 제철산업의 근간을 이루었던 철강 제품인 것으로 보인다. 한편 형태 가공이나 침탄 이후에는 담금질이 실시되지 않았다는 공통점을 가진다. 순철을 소재로 제작한 판상철부의 미세조직에는 불순 개재물이 다량 포함되어 있고, 비금속 개재물을 성분 분석한 결과, 유리상과 뷔스타이트가 함께 혼재한 철재(鐵滓)의 특징을 보여주므로 제련 공정에서 저온환원법이 적용되었을 가능성이 크다.

• 보존과학회지
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• 제18권
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• pp.33-50
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• 2006

영산강유역이라는 지역적 연계성을 가진 영광 군동, 무안 인평고분군, 무안 구산리고분군, 함평 국산유적에서 출토된 유물 중 백제식 묘제인 횡혈식석실분 출현 이전으로 편년되는 철기유물 6점을 선정하여 미세조직을 분석하였다. 분석 결과, 고대 영산강유역에서는 저온환원법에 의해 괴련철을 생산하는 기술이 주를 이루고 있었으며, 아울러 탄소를 제거시켜 강소재를 생산하는 기술체계가 이루어졌을 가능성도 확인되었다. 또한 강도를 필요로 하는 부위에만 담금질을 함으로써 높은 강도를 가짐과 동시에 담금질 조직이 가지는 취성을 담금질이 안된 부위에 분산시켜 철기가 깨지는 것을 방지하고 인성을 부여하는 기술이 이루어지고 있었다고 생각된다. 이러한 기술은 2세기대로 편년되는 영광 군동 출토 철부 미세구조에서 확인되고 있어 높은 기술체계를 가진 집단이 2세기 이전에 존재하고 있었고 5세기 말까지 이어졌을 가능성이 높다고 판단된다. 낮은 탄소함량의 괴련철로 철기를 제작하는 경우 성형-침탄-열처리-단타를 반복적으로 행하는 제작 공정이 이루어진 것으로 보인다.

• 보존과학연구
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• 통권27호
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• pp.165-180
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• 2006

The research was conducted to understand type of iron used by those who lived at dwelling site of Yangsoo-ri in between the first century B.C. and the first century A.D. to make steel products and their technique such as steel making process and heat treatment, based on micro structure information obtained through microscopic metallographic structure analysis with SEM-EDS of six steel productsexhumed at the site. Key findings are summarized as below. In the sense that Si-Ca-Al style and less than 0.5% of Ti were found in the non-metallic inclusion, the material used for forged iron ware was magnetite resolved in that. It is, however, unclear whether magnetite was resolved at high temperature or at low temperature. Microscopic structure analysis revealed that forged steel products were made through repeated hot working, the technique of molding by hitting after heating in the process of resolving and molding iron. As a result, the iron used here for the products was not the iron ore which was produced through resolution from discarded cast iron axe, ingot iron. It is probable that to make those steel products, disposed-of cast iron was reused after being molded by decarburizing. Although a few of relics were analyzed for the research, they were of critical importance in defining the process of ironware production from the first century B.C. and the first century A.D. at the Yangsoo-ri region. Judging from the iron from A-19 dwellingsite, it is possible to conclude that the iron was manufactured from cast iron decarburized and yet more research has to be done into relics yetto be exhumed in order to ascertain the finding. All of these findings are believed to play a critical role in further studies to define the steel-manufacturing technique used on the central Korean peninsular in the ancient times.

• 보존과학연구
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• 통권31호
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• pp.173-202
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• 2010

Within the framework of the Mongolian-Korean Joint Project for "Research and Preservation of Cultural Heritage", I enrolled in 3 months training course from February to May 2010 at the Metal laboratory of Conservation Science Division in National Research Institute of Cultural Heritage, Korea. Some metal artifacts, which are preserved in Institute of Archaeology, Mongolian Academy of Sciences, were brought and restored there. These chosen findings were found at Gobi and mountainous region of Mongolia, preserved under the different circumstances and dated back to Middle Age from Bronze Age. At the Metal laboratory of the NRICH, the conservation work was carried out for three months on 15 metal objects, including arrowhead, stirrup, caltrop, axe, knife, ring and so on, which were found at Khugshin Teel's ruin of Khairkhandulaan soum of Uvurkhangai province, Ungut of Altanbulag soum of Tuv province, Baruun Naran and Ukhaa khudag of Khankhongor and Tsogttsetsii soums of Umnugobi province. The report of the result of this conservation work is available here.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제46권3호
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• pp.134-149
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• 2013

금산 수당리유적은 5세기 백제세력이 금산 진안을 통해 가야로 연결되는 내륙교통로를 장악하여 가야 세력과 교류를 하였던 것으로 추정되는 유적이다. 출토된 철제대도와 철부, 철겸 등에 대한 금속학적 미세조직 분석을 실시하여 수당리유적에 대한 철기 제작기술을 확인하였으며 비슷한 시기 제작된 철제유물과 비교하여 5세기 전 후의 백제시대 철기 제작기술에 대한 특징과 기술체계를 파악하고자 하였다. 금산 수당리유적에서 출토된 철제유물은 다양한 제작방법이 적용된 것으로 파악되며 제작방법은 단순히 성형만 이루어진 것과 성형 후 제강공정이 이루어진 것, 성형 후 제강공정과 열처리가 함께 이루어진 것으로 크게 세 가지 방법으로 나누어진다. 성형만 실시한 1호 석실분 철겸의 경우 인부와 배부 모두 연한 페라이트 조직이 주를 이루고 있어 무기로서 가지는 실용적 기능이 떨어져 피장자의 부장 의장용으로 제작되었을 것으로 추정된다. 성형을 실시하고 침탄과 같은 제강공정을 실시한 1호 석곽묘의 철부, 12호 석곽묘의 철겸은 담금질과 같은 열처리는 생략하였지만 부위에 따른 제작 공정의 변화를 주게 되어 단순히 부장 의장용이 아닌 농경과 같이 실생활에서 사용할 목적을 가지고 제작된 것으로 판단된다. 성형을 실시하고 침탄, 열처리로 이어지는 제작방법은 5호, 12호 석곽묘 철제대도에서 확인할 수 있다. 열처리로 인하여 강해진 인부조직과 강하면서도 부러지지 않는 배부의 조직은 제작 과정에서부터 무기가 가지는 목적에 맞게 제작되어 피장자가 직접 사용하였던 것으로 추정된다. 금산 수당리 출토 철제유물의 분석결과를 토대로 비슷한 시기 백제권역에 조성된 고분군들 가운데 철제유물의 금속학적 미세조직 연구가 이루어진 천안 용원리유적, 서천 봉선리유적, 서산 부장리유적과 비교하여 철기 제작기술의 특징을 살펴보았다. 분석을 실시한 철제유물의 수가 많지 않아 공통적으로 출토된 철제대도(목병대도)를 통하여 기술변화과정을 살펴본 결과 철제대도(목병대도)는 4세기 이후 담금질이라는 열처리기술이 적용됨을 확인할 수 있었다.

• 보존과학회지
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• 제29권4호
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• pp.367-378
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• 2013

원삼국시대에 속하는 경기도 김포시 양촌유적에서 출토된 단조철부 5점과 주조철부 1점을 대상으로 미세조직 관찰과 비금속개재물 분석을 실시하였다. 단조품에 사용된 소재는 순철에 가까운 소재와 저탄소강이 사용되었고 성형 후 1점에만 담금질을 하였다. 주조품은 주철을 탈탄시킨 미세조직이 보여 주철탈탄 제강법이 적용된 것을 확인하였다. 비금속개재물 분석결과 철부는 고체저온환원법으로 제련하여 생산된 괴련철을 두드려서 제작하였다. FeO 함량이 $SiO_2$에 비해 비교적 높게 나타나 제련 시 노의 온도가 환원에 충분하지 못해 Fe의 회수율이 적었던 것으로 보이며 이 과정에서 광물에 포함된 K, P, Mg, Mn, Ti 등 불순물이 혼입되었다. Ca 함량이 높게 검출되는 곳이 있어 일부는 조제제로 석회물질을 넣었던 것으로 추정된다.

• 건축역사연구
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• 제15권2호
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• pp.55-76
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• 2006

History of architecture technology is the area where further studies are the most needed in Korean architecture history. This present study deals with architectural tools and woodworking of Baekje as a first step in exploration of Korean architecture technology history especially, that of Baekje dynasty. Based on the study of real artifacts and archeological sites showing the trace of tool use, function and forms of architectural tools were classified, characteristics of tools investigated, and woodworking technology analyzed. The main tools of analysis include Square, Black Inkpot, Hatchet, Saw, Chisel, Wood Hammer, Axe, and Plane. It is assumed that architectural technology during Baekje dynasty might have leapt into the new stage thanks to the regular use of iron tools. Compared to those of previous eras, iron tools of Baekje are more elaboratedly-designed and well-defined in function. In addition, wooden architectural tools from Baekje demonstrate the superiority of its woodworking technology Historical record also shows the fact that craftsman from Baekje participated in construction of temples of Shilla and Japan. Precise assessment of Baeje architecture technology is difficult because no Baekje wooden architecture is still remaining. The facts mentioned above, however, surely prove the excellence of architecture technology of Baekje.