안압지 금동판불의 과학적 분석

유혜선,박학수,신용비 국립중앙박물관 2007 박물관보존과학 Vol.8 No.-

경주 안압지에서 출토된 10점의 금동제 판불에 대한 과학적 분석 결과이다. 우선 X-선 형광분석(XRF)기를 이용하여 판불의 성분을 확인하였고, X-선회절분석기(XRD)를 사용하여 판불 표면을 덮고 있는 부식물의 종류를 규명하였다. 그리고 실체현미경과 주사전자현미경(SEM/EDS)을 이용하여 판불의 미세부분 및 도금 층 조사를 수행하였고, 판불의 내부 상태 조사를 위하여 X-선 투과 촬영을 실시하였다. 그 결과 안압지 판불의 재질은 구리(86~95%)와 주석(4~12%)이 주성분인 Cu-Sn 이원계 청동합금제이며, 금이 도금된 금동제품이라는 것을 알 수 있었다. 그리고 금동판불의 붉은색 부식물은 산화구리(cuprite, Cu₂O), 검은색 부식물에서는 황화구리(chalcocite, Cu₂S)가 검출되었다. 현미경을 통한 미세 구조 관찰 결과 밀랍주조에 의해 제작된 것으로 판단되었으며, 도금층의 두께가 불균일하며, 바탕의 패인 부분을 메운 것으로 보아 아말감도금 기법으로 제작된 것으로 추정되었지만 수은이 검출되지 않은 점은 의문으로 남는다. 마지막으로 X-선 투과 조사로 주조과정에서 발생한 기공으로 추정되는 작은 원형의 반점들이 존재하는 것을 관찰할 수 있었다. This is about the scientific analysis of the 10 items of the gilt-bronze Panbul excavated from Anapji, Gyeongju. First, the composition of the Panbul was confirmed, using X-ray fluorescence spectrometer (XRF), and the patinas covering the surface of the Panbul were analyzed, using X-ray diffractometer (XRD). And the micro structures and gilt layer of the Panbul were investigated, using microscope and scanning electron microscope with energy dispersive spectrometer (SEM/EDS), and in order to investigate the internal conditions of the Panbul, X-radiography was conducted. As the result, it is found out that the material of the Panbul excavated from Anapji was the bronze of copper (86~95%) and tin (4~12%), and coated with gold. And cuprite (Cu₂O) was detected from red patina of the gilt-bronze Panbul, and chalcocite(Cu₂S) also was detected from the black patina. As the result of the observation of the micro structure through microscope, it is estimated that it was manufactured, using the wax molding method, and, judging from the fact that the thickness of gilt layer was not even, and that the groove had been filled, it was presumed that the amalgam coating method had been used, but some questions still remain, because mercury was not detected. Lastly, through the X-radiography, it was observed that the tiny round spots existed, which was presumed to have been generated during the casting.

적의(翟衣) 유물의 색과 금사 분석

정용재(Chung Yong Jae),유지아(Yu Ji A),정선혜(Jeong Seon Hye) 국립고궁박물관 2011 古宮文化 Vol.- No.4

본 연구는 소장처 및 형태가 다른 적의 유물(국립고궁박물관 적의, 세종대학교 박물관 적의, 서울역사박물관 적의)에 대한 과학적 분석을 통해 금사의 성분과 색도를 분석하고, 각 3점의 과학적 분석 결과에 대한 비교 연구를 중심으로 하였다. 첫째, 적의 유물 부위별 금사의 형태적 분석으로 디지털 영상현미경을 이용하여 금사의 꼬임 횟수 및 너비 등을 분석하였다. 둘째, 휴대용 합금분석기(portable XRF)을 이용하여 적의에 사용된 금사 성분을 분석하였다. 셋째, 색도계를 이용하여 적의의 각 부분별색도 분석과 함께 적의 3점의 색도 비교를 통하여 정확한 색의 기록 및 비교연구를 실시하였다. 형태적 분석 결과 서울역사박물관 적의에서 금사의 꼬임 횟수 및 폭, 금박의 폭이 다른 2점과는 차이점을 보였고, XRF를 이용한 성분 분석 결과 고궁박물관 적의와 세종대 적의는 금사에서 금(Au)이 검출되어 금사로 확인되었으나, 서울역사박물관 적의의 경우 구리(Cu)가 검출되어 금속사로 확인되었다. 하피에 위치한 금박의 경우 전부 금이 검출되어 금박으로 확인되었으며, 고궁박물관 적의와 세종대 적의의 폐슬에 사용된 금사 역시 금이 검출되어 금사로 확인되었고 금속의 경우 은과 금의 합금(Au-Ag)으로 추정된다. 적의 유물 3점의 색 분석 결과, 적의 유물과 하피 유물의 청색 색도에서 서울역사박물관 적의·하피 유물의 청색 색도와 다른 2점의 청색과는 거의 다른 계열의 청색으로 분석되었고, 나머지 유물 및 색상에서는 거의 차이가 없어 같은 계열의 색상으로 분석되었다. 이러한 조사 결과를 바탕으로 하여 적의 유물 3점에 대한 금사의 형태적 통계 및 성분분석 통계, 색도 통계를 산출하고 비교함으로써 향후 금사의 과학적 규명 연구의 기초 자료로써 활용될 것으로 기대된다. This study makes a comparative study for three pieces of jeogui(collected in National Palace Museum of Korea, Sejong university museum, Seoul Museum of History) through componential, chromaticity analysis. First, we analyse a twist number, width of gold thread through a digital microscope to know each part of gold thread. Second, we use a portable XRF to analyse component of gold thread. Third, we use a color-difference meter to compare each parts of jeogui textile. As a result of analysis, there is a difference to twist, width of gold thread in other two jeogui’s. In jeogui’s which are owned National palace museum of Korea, Sejong university museum, XRF analysis can detect gold(Au). But in jeogui which is owned Seoul Museum of History, XRF analysis can detect copper(Cu). So we could know jeogui’s which are owned National palace museum of Korea, Sejong university museum is composed a gold thread, and we could know jeogui which is owned Seoul Museum of History is composed a metal fiber. gilt located in hapi is illuminated gilt because gold detected. Also pyeseul located in National Palace museum of Korea jeogui, Sejong university museum jeogui identified gold thread because gold detected. And metal is presumed gold-silver alloy. As a result of color difference analysis, there is a difference to blue color in jeogui, hapi of Seoul Museum of History. And there is a very little difference in other color. By computing formal, components, and chromaticity statistics of three pieces of jeogui’s gold thread and comparing domestic gold thread cases, the result of this research is expected to be utilized as a basic document for scientific investigation research of gold thread.

추가령열곡의 차탄천 하류 지역 현무암층 하부의 점토층 분석

이민부 ( Min Boo Lee ),이광률 ( Gwang Ryul Lee ) 한국지형학회 2004 한국지형학회지 Vol.11 No.3

지난 800년 동안 진행된 루이지애나 남부 삼각주의 형태역학 및 지질진화 연구

류중형,리우 캄비우 한국지리학회 2020 한국지리학회지 Vol.9 No.2

This study aims to investigate coastal morphodynamics and geological evolution during the last 800 years in a coastal wetland behind Bay Champagne near Port Fourchon, Louisiana. Multi-proxy analyses (losson-ignition, X-ray fluorescence, and principal component analyses) were conducted on a 200cm sediment core retrieved from a small pond on a mangrove-dominated island. The study area has experienced significant morphodynamic and geological changes due to delta-lobe switching, relative sea level rise, and hurricane events over the last 800 years. An increase in sediment supply and fluvial processes led to the development of marsh ~ 600cal yr BP during the Bayou Lafourche delta progradation, marked by elevated terrestrial elements (K, Ti, Zr). After that, land subsidence and sea level rise accelerated saline water incursion and coastal retreat after the abandonment of the Bayou Lafourche delta ~ 100cal yr BP, marked by elevated marine concentrations (Ca, Sr). 본 논문은 루이지애나 남부의 해안 습지에서 지난 800년 동안 진행되어온 해안 형태와 지질역학적 진화를 연구하는 것을 목표로 하였다. 호소성 염습지 내에서 채취한 200cm 퇴적물 코어에 대하여 멀티프록시 분석을 수행하였다. 분석결과, 이 지역은 지난 800년 동안 삼각주 진화와 상대적 해수면 상승 및 허리케인 등과 관련한 지형학적 및 지질학적 변화가 진행된 것으로 나타났다. 호수성 지형인 Bayou Lafourche 삼각주는 육성퇴적물(K, Ti, Zr)을 이동시키며 약 600cal yr BP까지 발달시켰다. 그 후, 육지 침강과 해수면 상승의 결과 약 100cal yr BP경 삼각주는 퇴화과정을 겪으며 해양성 퇴적물(Ca, Sr)을 축적했다.

고고화학적 분석을 통한 공산성 출토 도가니의 특성 평가

이수진 ( Sujin Lee ),이현숙 ( Hyensook Lee ),김규호 ( Gyuho Kim ) 공주대학교 백제문화연구소 2021 백제문화 Vol.- No.65

도가니는 금속, 유리 등 제품을 제작하기 위하여 원료를 용융하는 용기이다. 금속과 유리 도가니는 두께, 주구와 뚜껑의 유무, 저부의 모양 등 형태적 차이가 확인된다. 도가니의 정확한 용도 확인을 위하여 형태뿐만 아니라 고고화학적 분석법을 활용한 도가니 내부의 용융물질 분석이 필요하다. 본 연구는 백제 웅진기 왕성인 공주 공산성에서 출토된 2점의 도가니의 용도를 고고화학적 분석을 통하여 확인하고자 한다. 도가니(GS-01)는 비교적 소형으로 내부에서 용융물질로 추정되는 흑, 백색의 물질들과 적색의 띠가 관찰되고 이는 X-선투과촬영에서 용융물질로 확인된다. X-선형광분석과 주사전자현미분석을 통하여 내부 용융물질은 은(Ag)으로 추정되는 점으로 보아 도가니(GS-01)는 은을 용융한 도가니로 판단된다. 다른 도가니(GS-02)는 용융물질로 추정할 수 있는 성분은 확인되지 않으나 내부 흑색 물질과 백색층을 통하여 사용한 흔적이 나타난다. 공산성 출토 은 도가니의 존재와 더불어 추정 공방지에서 출토된 청동젓가락에 사용된 은제 사슬의 존재를 주목하면 공산성 왕궁관련유적 내 추정 공방지에서는 철제품과 더불어 은제품도 제작하였을 가능성을 제시할 수 있다. A crucible is a vessel in which raw materials can be melted to make metal or glass or etc. The metal and glass crucibles have morphological differences such as thickness, the presence of the spout and lid and the shape of the bottom. In order to accurately estimate the use, it is necessary to check the melt inside the crucible using archaeological chemistry analysis. This study aims to estimate the use of the crucible through the archaeological chemistry analysis of two crucibles from the Baekje period excavated from the ruins of Seongan Village, Gongsanseong. The crucible(GS-01) is relatively small. The black, white substances and the red layer that appear to be molten material are observed. X-ray imaging confirms these are molten materials. The internal melt is identified as silver(Ag) through X-ray Fluoresence Spectrometer(XRF) and Scanning Electron Microscope attached with Energy Dispersive Spectrometer(SEM-EDS). Therefore, this crucible is the silver crucible. The other crucible(GS-02) contains a very small amount of black substance inside the crucible and has a white layer, so it is judged to be a crucible that has been used more than once. Considering the silver chains used for the bronze chopsticks excavated together with the silver crucible in Gongsanseong, it can be examined the possibility that silver products have been manufactured with iron products in the presumed workshop ruins related to the royal palace in Gongsanseong.

초분광영상 분석을 활용한 김정희 필 불이선란도(不二禪蘭圖)의 과학적 조사

고수린,이수진,박진호 국립중앙박물관 2023 박물관보존과학 Vol.30 No.-

<김정희 필 불이선란도>(이하 <불이선란도>)는 추사 김정희가 그린 작품으로 그림 중앙에 그려진 난초 주위로 4가지의 제발이 여러 서체로 쓰여 있고, 15과의 인장이 날인되어 있다. <불이선란도>에 날인된 인장과 보존처리된 부분을 중심으로 초분광영상 분석(HSI), 현미경조사, 엑스선형광분석을 실시하였다. 분석 결과 인주는바륨 성분 유무의 2가지로 구분되었다. 인영은 추사의 인장 5과에서만 확인되어 시기별로 성분 및 재료적 특징이 다른 것으로 추정하였다. 특히 초분광영상 분석으로15과 외에 확인된 인장 및 결실부에 대한 보존처리 흔적을 확인할 수 있었으며 이를 통해 초분광영상 분석의 활용성을 확인할 수 있었다. “Buliseonrando,” meaning “Buddhist virtues and the orchid are one and the same,” was painted by Chusa Kim Jeong-hee. Four appreciation sentences arewritten in various fonts around the orchid drawn in the center of the painting, along with a total of 15 seals stamped. Hyperspectral image analysis(HSI),microscopy, and X-ray fluorescence (XRF) were conducted with a focus on the seals and the parts of the painting that have been applied with a conservation treatment. As a result of the analyses, the seals were classified into two types—seals with or without barium content. Stamp shade was identified only in five of themstamps, which allows the assumption that the composition and material characteristics of the stamp inks varied depending on the period. In particular, hyperspectral image analysis confirms traces of conservation treatment on the seals and the lost parts identified in addition to the 15 seals, which also demonstrates the utility of hyperspectral image analysis.

잔골재의 토분 평가방법 및 품질기준 제안을 위한 실험적 연구

최현규,한민철 한국건축시공학회 2022 한국건축시공학회지 Vol.22 No.6

본 연구는 잔골재에 포함되어 있는 점토성 미세입자를 통칭하는 토분을 분석할 수 있는 정량적 평가방법을 결정하고, 각방법별 측정된 토분의 특성을 검증하기 위한 콘크리트의 성능과 상관관계를 통해 토분이 사용될 수 있는 품질기준을 제안하고자 하였다. 그 결과 XRF의 성분분석을 통해 잔골재의 토분을 평가하는 방법으로서 적합하게 활용될 것으로 판단되며, 이와 연관한 품질기준은 KCS 14 20 10의 오차율 약 10%가 고려하여 Al2O3+Fe2O3+MgO는 23.5% 이하, SiO2+K2O는 66.5%이상으로 관리할 경우에 안전할 것으로 분석되었다. 본 연구를 기반으로 굵은 골재의 토분, 내구성 분석 등 추가적인 후속연구를 통한 종합적인 검토로 골재의 토분을 품질관리 할 수 있는 제도가 정착되기를 기대한다.

휴대용 XRF 장치를 이용한 Cu 합금계열 분석

김성수(Sung-Soo Kim) 한국정보기술학회 2011 한국정보기술학회논문지 Vol.9 No.11

강릉-동해에 분포하는 해안단구 퇴적물의 지화학적 풍화 특성

홍성찬 ( Seong Chan Hong ),최정헌 ( Jeong-heon Choi ),김종연 ( Jong Yeon Kim ) 한국지형학회 2016 한국지형학회지 Vol.23 No.2

Several flights of marine terraces were developed along the Eastern coast of Korea (Gangneung-Donghae). Various dating techniques have been applied to determine the age of these terraces, with a view to better understand the regional uplift history. In this study, we compare the major element compositions of the terrace deposits and modern beach sediments to estimate the relative formation age of these terraces. We observed a discernible difference in major element geochemistry between modern beach sediments and various elevated terrace deposit (i.e. palaeobeach sediments). In general, weathering properties of marine terrace sediments are expected to be affected by the formation ages of terraces, and here, we confirm that the chemical composition are indicative of the relative age of the terraces in this region.

금동반가사유상의 제작 방법 연구 : 국보 78, 국보 83호 반가사유상을 중심으로

민병찬 국립중앙박물관 2016 미술자료 Vol.- No.89

Gilt-bronze Buddhist sculptures are first cast in bronze and then coated with a thin film of gold. They have been produced since the first century A.D. across all areas of Asia, including the countries of Central Asia and Southeast Asia, India, China, Korea, and Japan, where Buddhism flourished. One can, therefore, better understand the spatial and temporal characteristics of these Buddhist sculptures when their materials and production methods are carefully analyzed through employing scientific methods and identifying the stylistic conventions with the naked eye. The gilt-bronze pensive bodhisattva, also an example of a gilt-bronze Buddhist sculpture, was also produced by means of the conventional method, yet it required a more complex and elaborate method due to its unique posture. Two pensive bodhisattva images, respectively designated as National Treasures no. 78 and 83, are the finest examples of gilt-bronze Buddhist sculptures in Korea. They have been examined with nondestructive XRF, γ-ray imaging, and 3-D scanning, and revealed the specific production method, identifying their primary features. Two primary methods of bronze casting were used in ancient times: “piece-mold casting,” which originated in China and was used mainly in East Asia; and the “lost-wax casting,” which was developed in the Anatolian Plateau, Turkey, or in the Middle East, and spread across regions in North Africa, Europe, and Asia. National Treasures no. 78 and no. 83 were cast with the lost-wax casting method using core pins. However, the two demonstrate distinction in terms of the method of making the core, covering wax, and carving the surface. For National Treasure no. 78, a separate clay core was made for the head and body, and each was covered with a layer of wax, roughly carved to give the statue its basic form. The head and body were then joined into a single assemblage. Wax was additionally applied where necessary and details were carved to complete the wax mold. Two metal cores that have been hammered through the shell of the head and body indicate that they were separately made, and molten bronze permeated into the crevice of the neck created a rough protrusion on the inner neck. The use of a thin wax reduced the volume of the body of the drapery folds and ornamentation, thereby yielding an overall flat impression. For National Treasure no. 83, a clay core was formed in a single assemblage for the head and body. The core was covered with a thick wax layer, which was carved away little by little to complete the wax mold. A single metal core extends from the head to the body. The bronze shell of the statue is fairly thick and the drapery and ornamentation are voluminous. Extremely fine clay was used to construct the core for National Treasure no. 78, and thus the air trapped inside the wax was not effectively released when the molten bronze was poured in. This consequently resulted in a thin bronze shell, low liquidity of the molten bronze, and ultimately a number of cast defects. These flaws were remedied through an advanced technique that involved re-casting the flawed parts and attaching them to the body, or by pouring additional molten bronze to the defected area. Accordingly, National Treasure no. 78 appears to be impeccable on the surface. On the other hand, National Treasure no. 83 eliminated, from the beginning, the factors that could have led to cast defects, including securing a consistent thickness in its wax model so that the molten bronze could be poured in easily and using coarse clay for the core that allows for the efficient release of air. Although bronze alloy with less than five percent tin content was used for both statues, National Treasure no. 83 may thus be considered superior in terms of casting technique, given the efficient elimination of trapped air, the enhanced flow of molten metal, and the judicious placement of the core pins to securely stabilize the clay core. 금동불이란 청동으로 만들고자하는 像을 주조한 다음, 겉 표면을 금으로 도금한 불상을 말한다. 인도, 중앙아시아, 중국, 한국, 일본, 동남아시아 등 불교가 성행하였던 아시아 전 지역에서, 기원후 1세기경부터 현재에 이르기까지 꾸준히 만들어졌다. 따라서 육안을 통한 양식분별과 더불어 과학적 조사 방법을 통해 재료를 분석하고, 제작 방법을 파악해내면, 불상 연구의 기본이 되는 시공간의 특징을 객관적으로 얻어낼 수 있다. 금동반가사유상도 금동불의 하나로 동일한 제작방법으로 만들어졌으나, 반가사유라는 독특한 자세로 인하여 좀 더 복잡하고 정교한 제작방법을 필요로 했다. 고대 금동불을 대표하는 국보 78호와 83호 반가사유상을 비파괴성분분석(XRF), 감마선촬영, 3D스캔 등 현대의 과학 장비를 동원한 분석 방법을 통하여 구체적인 제작방법을 알아보면 좀 더 근원적인 특징을 파악할 수 있다. 고대 청동을 주조하는 방법은 크게 두 가지로, 중국에서 기원하여 동아시아에서 주로 사용되었던 分割鑄造法(piece-mould casting)과 터키 아나톨리아고원 혹은 중동지역에서 기원하여 북아프리카, 유럽, 아시아 등지로 넓게 퍼져나간 蜜蠟鑄造法(lost-wax casting, 혹은 실납법失蠟法이라고도 함)이 있다. 국보 78호와 83호 두 상은 모두 쇠못(core pin)을 사용한 밀납주조법을 기본 제작방법으로 하고 있다. 그러나 내형토를 만드는 방법과 밀납을 입히고 조각하는 방법에서는 서로 차이를 보이고 있다. 국보78호 상은 머리와 몸체 부분의 내형토를 각각 따로 만들고 그 위에 얇은 밀납판을 입힌 후 대강의 형태를 조각하였다. 분리되어 있던 머리와 몸체 부분을 하나로 연결한 다음, 필요한 부분에 밀납 판을 덧붙이고 세부를 조각하여 밀납 조각상을 완성하였다. 이는 머리와 몸체 부분에 철심이 각각 들어가 있는 것으로 증명되며, 이로 인해 이어붙인 목 부위 안쪽으로 청동쇳물이 침투해 들어가 거스러미가 생겼다. 얇은 밀납 판의 사용은 옷주름이나 장신구의 입체감을 떨어뜨리고 전체적으로 평면적인 느낌을 띄게 하였다. 국보83호 상은 몸체와 머리 부분의 내형토를 하나로 만들고 그 위에 밀납을 두껍게 입힌 다음, 조금씩 깎아내면서 밀납 조각상을 완성하였다. 철심이 머리부터 몸통까지 하나로 이어져 있고, 불상의 두께가 비교적 두꺼우며 옷주름, 장신구 등에서 입체감이 잘 살아있다. 국보78호 상은 매우 고운 진흙만을 내형토로 사용하였기에 청동 쇳물을 부어 넣을 때 틀 안에 들어 있던 공기가 외부로 원활하게 배출되지 못했다. 이것은 얇은 상의 두께와 더불어 청동 쇳물의 유동성을 크게 떨어뜨렸고, 수많은 주조결함으로 이어졌다. 그러나 결함이 생긴 곳에 쇳물을 부어 재주조하거나 필요한 부분만을 별도로 주조하여 접합하는 등 고도의 수리기술을 이용하여 외관상으론 완벽한 조각상을 만들어냈다. 반면에 국보83호 상은 청동 쇳물이 잘 흘러들어갈 수 있도록 일정한 두께를 확보하고, 공기 배출이 쉬운 모래가 많이 섞인 내형토를 사용하는 등 처음부터 주조 실패 요인을 제거하였다. 주석 함량이 5%내외로 거의 비슷한 청동을 사용하였음에도 불구하고, 쇳물의 유동성 확보, 내형토를 고정시키는 철심의 사용 방법, 쇠못(코어 핀)의 적절한 배치 등에 의해서 주조의 완성도는 큰 차이를 보였다. 국보 83호상에 훨씬 발전된 주조 기술이 사용되었다.