우리나라의 출토 금속 유물을 재질 별로 나누어 보면 금, 은, 동, 동 합금, 철 등의 다양한 재질들의 유물이 출토되고 있으며, 이중에서 동 합금인 청동과 철기가 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 이와 같은 출토 유물에서 전승 유물에 이르기까지 금속 유물들의 존재를 가장 크게 위협하는 것이 부식의 진행 과정이며, 출토 전과 후의 모든 상황에서 금속 유물들은 자연적으로 부식이 진행된다. 금속 재질 간의 차이는 있겠지만, 금속 유물에 있어 부식은 시작과 함께 그 형태의 변형뿐만이 아니라 유물 존재 자체의 문제가 나타나게 됨으로 부식에 대한 초기 대응은 금속 유물에 있어 매우 중요한 과정이라 할 수 있다. 현재 청동과 철기 유물의 부식 산화물 제거는 일반적으로 물리적인 제거 방법을 사용하고 있으나 이보다는 방법만 존재한다면, 유물의 부식되지 않은 층들을 손상시키지 않으면서 부식 산화물만을 처리하는 화학적 부식 산화물 제거 방법이 유물과 처리자 모두에게 있어 안전한 방법이라 할 수 있다. 이런 이유로 본 연구는 금속 유물의 부식 산화물을 보다 안전하고 효과적인 제거를 위해, 새로운 산성, 중성, 알칼리성의 화학적 처리제를 제조하고, 이의 조성을 다양하게 변화하면서 청동 유물과 철기 유물의 부식 산화물 제거에 적용하여 최적화된 유물 처리제를 찾는 것에 목표를 두었다. 이를 위하여 일반 철판과 21% 주석이 함유된 청동 판을 제작하고 ...
우리나라의 출토 금속 유물을 재질 별로 나누어 보면 금, 은, 동, 동 합금, 철 등의 다양한 재질들의 유물이 출토되고 있으며, 이중에서 동 합금인 청동과 철기가 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 이와 같은 출토 유물에서 전승 유물에 이르기까지 금속 유물들의 존재를 가장 크게 위협하는 것이 부식의 진행 과정이며, 출토 전과 후의 모든 상황에서 금속 유물들은 자연적으로 부식이 진행된다. 금속 재질 간의 차이는 있겠지만, 금속 유물에 있어 부식은 시작과 함께 그 형태의 변형뿐만이 아니라 유물 존재 자체의 문제가 나타나게 됨으로 부식에 대한 초기 대응은 금속 유물에 있어 매우 중요한 과정이라 할 수 있다. 현재 청동과 철기 유물의 부식 산화물 제거는 일반적으로 물리적인 제거 방법을 사용하고 있으나 이보다는 방법만 존재한다면, 유물의 부식되지 않은 층들을 손상시키지 않으면서 부식 산화물만을 처리하는 화학적 부식 산화물 제거 방법이 유물과 처리자 모두에게 있어 안전한 방법이라 할 수 있다. 이런 이유로 본 연구는 금속 유물의 부식 산화물을 보다 안전하고 효과적인 제거를 위해, 새로운 산성, 중성, 알칼리성의 화학적 처리제를 제조하고, 이의 조성을 다양하게 변화하면서 청동 유물과 철기 유물의 부식 산화물 제거에 적용하여 최적화된 유물 처리제를 찾는 것에 목표를 두었다. 이를 위하여 일반 철판과 21% 주석이 함유된 청동 판을 제작하고 질산, 염산, 황산으로 표면을 부식한 후, 이를 화학적으로 안전한 재료들만을 이용하여 제조한 처리제를 이용하여 부식 산화물만을 제거하는 과정을 연구하였다. 1 차로 조성의 유무와 비율을 변화시키면서 초기 표면도를 관찰하였고, 이를 바탕으로 우수한 처리도를 갖고 있는 용액들을 선별하여 처리 시간과 처리 용량을 증가시킨 2 차 세부 실험을 실행한 후, 근대 유물에 적용하여 처리 안정성과 처리 능력을 확인하였다. 산성 처리제의 조성은 14 가지였으며 1 차 실험 결과, 8 번 용액의 청동에서의 제거율은 최고 80%이었고, 철에서의 제거율은 최고 60%이었다. 2 차 세부 실험에서 최종 청동 시편 표면 부식 산화물은 평균 91.6% 이상이 처리되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 평균 93.3% 이상이 처리되었으며, 처리 용액의 사용량과 처리 시간을 조절하여 부식이 진행되지 않은 층들을 보호하면서 표면 산화물 제거가 가능한 결과를 나타내었다. 알칼리성 처리제의 조성은 16 가지였으며 1 차 실험 결과, 청동과 철 모두에서 최대 80% 정도의 부식 산화물이 제거되었다. 이 중에서 우수한 처리 능력을 가지고 있는 용액은 1000 번, 1009 번, 1015 번 용액이었다. 2 차 세부 실험 결과 1000 번의 경우 청동 시편 표면의 부식 산화물이 평균 90% 정도 제거되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 평균 82.3% 제거되었다. 1009 번의 경우 청동 시편 표면의 부식 산화물이 평균 93.3% 이상 제거되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 86.6% 이상이 제거되었다. 1015 번의 경우 청동 시편 표면의 부식 산화물은 평균 88.3% 이상이 처리되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 평균 78.3% 처리되었다. 특히 황산으로 부식시킨 시편 표면에 다양한 부식 산화물이 잔존해 있었으며 질산과 염산으로 부식된 시편에서도 일정량의 부식 산화물이 잔존하는 것으로 보아 이를 이용한 부식 산화물의 온전한 처리는 어려울 것으로 보인다. 중성 처리제의 조성은 56 가지였으며 1 차 실험 결과, 청동과 철 모두에서 최대 80% 이상의 부식 산화물 제거 효과를 나타내고 있었다. 이 중에서 우수한 처리 능력을 가지고 있는 용액은 101-1 번과 203-1 번이였으며, 이들은 pH가 각각 6.84와 6.92이었다. 101-1 번의 경우 청동 시편 표면의 부식 산화물이 평균 86.6% 정도 처리되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 평균 90% 정도 처리되었다. 203-1 번의 경우, 청동 시편 표면의 부식 산화물은 평균 80% 정도 처리되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 평균 78.3% 정도 처리되었다. 세 종류의 각 처리제들 중에서 산성의 8 번 용액, 알칼리성의 1009 번 용액, 중성의 101-1 번 용액이 각각의 용액들 중에서 우수하였으며, 86 가지의 전체 용액 중에서는 산성 용액인 8 번이 가장 우수한 결과를 나타내어 이를 이용할 경우 염산, 질산, 황산으로 부식시킨 산화물 중 표면에 불안정한 부식층을 모두를 처리할 수 있는 결과를 나타내고 있었다. 이 결과로 볼 때, 매장 발굴 금속 유물에서 근대의 전승 금속 유물까지 이 금속 표면 산화물 처리제의 사용이 가능할 것으로 보이며, 금속 유물의 보존 처리 상황에 따라 처리 용액의 사용량과 처리 시간을 조절하여 부식이 진행되지 않은 금속 층을 보호하면서 불안정한 산화물 제거가 가능한 것으로 나타났다. 이는 금속 문화재 부식 산화층 및 이물질을 안전하게 제거하는데 적용 가능할 것으로 보이며, 향후 금속 문화재 보존에 기여할 것으로 판단된다.
우리나라의 출토 금속 유물을 재질 별로 나누어 보면 금, 은, 동, 동 합금, 철 등의 다양한 재질들의 유물이 출토되고 있으며, 이중에서 동 합금인 청동과 철기가 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 이와 같은 출토 유물에서 전승 유물에 이르기까지 금속 유물들의 존재를 가장 크게 위협하는 것이 부식의 진행 과정이며, 출토 전과 후의 모든 상황에서 금속 유물들은 자연적으로 부식이 진행된다. 금속 재질 간의 차이는 있겠지만, 금속 유물에 있어 부식은 시작과 함께 그 형태의 변형뿐만이 아니라 유물 존재 자체의 문제가 나타나게 됨으로 부식에 대한 초기 대응은 금속 유물에 있어 매우 중요한 과정이라 할 수 있다. 현재 청동과 철기 유물의 부식 산화물 제거는 일반적으로 물리적인 제거 방법을 사용하고 있으나 이보다는 방법만 존재한다면, 유물의 부식되지 않은 층들을 손상시키지 않으면서 부식 산화물만을 처리하는 화학적 부식 산화물 제거 방법이 유물과 처리자 모두에게 있어 안전한 방법이라 할 수 있다. 이런 이유로 본 연구는 금속 유물의 부식 산화물을 보다 안전하고 효과적인 제거를 위해, 새로운 산성, 중성, 알칼리성의 화학적 처리제를 제조하고, 이의 조성을 다양하게 변화하면서 청동 유물과 철기 유물의 부식 산화물 제거에 적용하여 최적화된 유물 처리제를 찾는 것에 목표를 두었다. 이를 위하여 일반 철판과 21% 주석이 함유된 청동 판을 제작하고 질산, 염산, 황산으로 표면을 부식한 후, 이를 화학적으로 안전한 재료들만을 이용하여 제조한 처리제를 이용하여 부식 산화물만을 제거하는 과정을 연구하였다. 1 차로 조성의 유무와 비율을 변화시키면서 초기 표면도를 관찰하였고, 이를 바탕으로 우수한 처리도를 갖고 있는 용액들을 선별하여 처리 시간과 처리 용량을 증가시킨 2 차 세부 실험을 실행한 후, 근대 유물에 적용하여 처리 안정성과 처리 능력을 확인하였다. 산성 처리제의 조성은 14 가지였으며 1 차 실험 결과, 8 번 용액의 청동에서의 제거율은 최고 80%이었고, 철에서의 제거율은 최고 60%이었다. 2 차 세부 실험에서 최종 청동 시편 표면 부식 산화물은 평균 91.6% 이상이 처리되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 평균 93.3% 이상이 처리되었으며, 처리 용액의 사용량과 처리 시간을 조절하여 부식이 진행되지 않은 층들을 보호하면서 표면 산화물 제거가 가능한 결과를 나타내었다. 알칼리성 처리제의 조성은 16 가지였으며 1 차 실험 결과, 청동과 철 모두에서 최대 80% 정도의 부식 산화물이 제거되었다. 이 중에서 우수한 처리 능력을 가지고 있는 용액은 1000 번, 1009 번, 1015 번 용액이었다. 2 차 세부 실험 결과 1000 번의 경우 청동 시편 표면의 부식 산화물이 평균 90% 정도 제거되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 평균 82.3% 제거되었다. 1009 번의 경우 청동 시편 표면의 부식 산화물이 평균 93.3% 이상 제거되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 86.6% 이상이 제거되었다. 1015 번의 경우 청동 시편 표면의 부식 산화물은 평균 88.3% 이상이 처리되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 평균 78.3% 처리되었다. 특히 황산으로 부식시킨 시편 표면에 다양한 부식 산화물이 잔존해 있었으며 질산과 염산으로 부식된 시편에서도 일정량의 부식 산화물이 잔존하는 것으로 보아 이를 이용한 부식 산화물의 온전한 처리는 어려울 것으로 보인다. 중성 처리제의 조성은 56 가지였으며 1 차 실험 결과, 청동과 철 모두에서 최대 80% 이상의 부식 산화물 제거 효과를 나타내고 있었다. 이 중에서 우수한 처리 능력을 가지고 있는 용액은 101-1 번과 203-1 번이였으며, 이들은 pH가 각각 6.84와 6.92이었다. 101-1 번의 경우 청동 시편 표면의 부식 산화물이 평균 86.6% 정도 처리되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 평균 90% 정도 처리되었다. 203-1 번의 경우, 청동 시편 표면의 부식 산화물은 평균 80% 정도 처리되었고, 철 시편 표면 부식 산화물은 평균 78.3% 정도 처리되었다. 세 종류의 각 처리제들 중에서 산성의 8 번 용액, 알칼리성의 1009 번 용액, 중성의 101-1 번 용액이 각각의 용액들 중에서 우수하였으며, 86 가지의 전체 용액 중에서는 산성 용액인 8 번이 가장 우수한 결과를 나타내어 이를 이용할 경우 염산, 질산, 황산으로 부식시킨 산화물 중 표면에 불안정한 부식층을 모두를 처리할 수 있는 결과를 나타내고 있었다. 이 결과로 볼 때, 매장 발굴 금속 유물에서 근대의 전승 금속 유물까지 이 금속 표면 산화물 처리제의 사용이 가능할 것으로 보이며, 금속 유물의 보존 처리 상황에 따라 처리 용액의 사용량과 처리 시간을 조절하여 부식이 진행되지 않은 금속 층을 보호하면서 불안정한 산화물 제거가 가능한 것으로 나타났다. 이는 금속 문화재 부식 산화층 및 이물질을 안전하게 제거하는데 적용 가능할 것으로 보이며, 향후 금속 문화재 보존에 기여할 것으로 판단된다.
Looking at metal artifacts excavated in our country by each material, artifacts with diverse materials such as gold, silver, bronze, alloy and iron have been excavated, and of these, copper alloys bronze and iron constitute the largest proportion. So, the most dangerous threat to the existence of me...
Looking at metal artifacts excavated in our country by each material, artifacts with diverse materials such as gold, silver, bronze, alloy and iron have been excavated, and of these, copper alloys bronze and iron constitute the largest proportion. So, the most dangerous threat to the existence of metal artifacts spanning from excavated relics to handed-down ones could be the process of corrosion and as a matter of fact, in all phases before and after excavation, metal artifacts are subject to natural corrosion. Though there might be some differences between metal materials, corrosion in metal artifacts causes, from its beginning, the transformation of their shapes as well as the basic problem in preserving the artifacts, and therefore dealing with corrosion from the early stage must be very important process for the preservation of metal artifacts. Currently, corrosion oxide in bronze and iron artifacts is usually removed using physical methods but if there were chemical methods merely to remove corrosion oxide without damaging not-corroded parts of artifacts, it may be a safer method both to the artifacts and persons dealing with them. For this reason, this study, in an attempt to remove corrosion oxide in metal artifacts in a safer and more effect way, manufactured new acid, neutral and alkaline chemical treatments and applied their diversely-changed compositions to remove corrosion oxide in bronze and iron artifacts, and ultimately aimed at finding out the optimal artefact treatments. For this, the study manufactured normal iron plate and bronze plate containing 21 percent of tin, and corroded the surfaces using nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid, and then using treatment made only from chemically safe materials, the study conducted research on process to remove merely corrosion oxide. In the first place, the study observed the surfaces by altering the composition itself and its ratio, and based on this finding, chose solutions with excellent treating effect and then conducted the secondary detailed experiment by increasing the treating time and treating amount. And by applying this to the modern artifacts, study was able to ascertain stability of treatment and treating capability There were 14 methods to compose acid treatment and as a result of the first experiment, removal rate in bronze of Solution No. 8 was up to 80 percent, while that in iron was up to 60 percent. The second detailed experiment showed more than 91.6 percent of corrosion oxide in the surface of the bronze fragment removed and average 93.3 percent in the iron fragment removed. By controlling usage amount of solutions and its treating time, the study found the methods to remove surface oxide while protecting not-corroded parts. There were 16 methods to compose alkaline treatment and as a result of the first experiment, removal rate in both bronze and iron was up to 80 percent. Of these, solutions with excellent treating effect were Solution No. 1000, 1009 and 1015. As a result of the second detailed experiment, No. 1000 had average 90 percent of corrosion oxide in the surface of the bronze fragment removed and average 82.3 percent of the surface of the iron fragment removed. While, No. 1009 had more than average 93.3 percent of corrosion oxide in the surface of the bronze fragment removed and more than average 86.6 percent of the surface of the iron fragment removed. In the meanwhile, No. 1015 showed average more than 88.3 percent and 78.3 percent removed respectively. Given the findings that there remained various corrosion oxides on the surfaces of the fragment corroded by sulfuric acid especially as well a certain amount of corrosion oxide in the fragments corroded by nitric acid, hydrochloric acid, complete treatment of corrosion oxide using these seems to be difficult. There were 56 methods to compose neutral treatment and as a result of the first experiment, removal rate of corrosion oxide in both bronze and iron was up to more than 80 percent. Of these, Of these, solutions with excellent treating effect were Solution No. 101-1 and No. 203-1 with 6.84 and 6.92 of pH respectively. No. 101-1 had average 86.6 percent of corrosion oxide on the surface of the bronze fragment removed and average 90 percent of the surface of the iron fragment removed. While, No. 203-1 showed average 80 percent and 78.3 percent removed respectively. Of these three sorts of treatments, acid Solution No.8, alkali Solution No. 1009 and neutral Solution No. 101-1 were most excellent in each category and of 86 solutions in total, acid Solution No.8 demonstrated the best outcome, suggesting us that the use of this solution could treat all of unstable corroded parts on the surfaces of corrosion oxide through nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid. In light of these findings, this study believes that the use of this metal oxide treatment could be applicable to metal surfaces covering from those of excavated metal artifacts to modern handed-down metal artifacts. The study further showed that control of the usage amount and treating time of the solutions depending on the preservation conditions of metal artifacts might allow the removal of unstable oxides while protecting not-corroded metal parts. This methodology, the study believes, can be applied for safe removal of corroded oxide parts and foreign substances in metal cultural assets, ultimately contributing to the preservation of metal cultural assets in the future.
Looking at metal artifacts excavated in our country by each material, artifacts with diverse materials such as gold, silver, bronze, alloy and iron have been excavated, and of these, copper alloys bronze and iron constitute the largest proportion. So, the most dangerous threat to the existence of metal artifacts spanning from excavated relics to handed-down ones could be the process of corrosion and as a matter of fact, in all phases before and after excavation, metal artifacts are subject to natural corrosion. Though there might be some differences between metal materials, corrosion in metal artifacts causes, from its beginning, the transformation of their shapes as well as the basic problem in preserving the artifacts, and therefore dealing with corrosion from the early stage must be very important process for the preservation of metal artifacts. Currently, corrosion oxide in bronze and iron artifacts is usually removed using physical methods but if there were chemical methods merely to remove corrosion oxide without damaging not-corroded parts of artifacts, it may be a safer method both to the artifacts and persons dealing with them. For this reason, this study, in an attempt to remove corrosion oxide in metal artifacts in a safer and more effect way, manufactured new acid, neutral and alkaline chemical treatments and applied their diversely-changed compositions to remove corrosion oxide in bronze and iron artifacts, and ultimately aimed at finding out the optimal artefact treatments. For this, the study manufactured normal iron plate and bronze plate containing 21 percent of tin, and corroded the surfaces using nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid, and then using treatment made only from chemically safe materials, the study conducted research on process to remove merely corrosion oxide. In the first place, the study observed the surfaces by altering the composition itself and its ratio, and based on this finding, chose solutions with excellent treating effect and then conducted the secondary detailed experiment by increasing the treating time and treating amount. And by applying this to the modern artifacts, study was able to ascertain stability of treatment and treating capability There were 14 methods to compose acid treatment and as a result of the first experiment, removal rate in bronze of Solution No. 8 was up to 80 percent, while that in iron was up to 60 percent. The second detailed experiment showed more than 91.6 percent of corrosion oxide in the surface of the bronze fragment removed and average 93.3 percent in the iron fragment removed. By controlling usage amount of solutions and its treating time, the study found the methods to remove surface oxide while protecting not-corroded parts. There were 16 methods to compose alkaline treatment and as a result of the first experiment, removal rate in both bronze and iron was up to 80 percent. Of these, solutions with excellent treating effect were Solution No. 1000, 1009 and 1015. As a result of the second detailed experiment, No. 1000 had average 90 percent of corrosion oxide in the surface of the bronze fragment removed and average 82.3 percent of the surface of the iron fragment removed. While, No. 1009 had more than average 93.3 percent of corrosion oxide in the surface of the bronze fragment removed and more than average 86.6 percent of the surface of the iron fragment removed. In the meanwhile, No. 1015 showed average more than 88.3 percent and 78.3 percent removed respectively. Given the findings that there remained various corrosion oxides on the surfaces of the fragment corroded by sulfuric acid especially as well a certain amount of corrosion oxide in the fragments corroded by nitric acid, hydrochloric acid, complete treatment of corrosion oxide using these seems to be difficult. There were 56 methods to compose neutral treatment and as a result of the first experiment, removal rate of corrosion oxide in both bronze and iron was up to more than 80 percent. Of these, Of these, solutions with excellent treating effect were Solution No. 101-1 and No. 203-1 with 6.84 and 6.92 of pH respectively. No. 101-1 had average 86.6 percent of corrosion oxide on the surface of the bronze fragment removed and average 90 percent of the surface of the iron fragment removed. While, No. 203-1 showed average 80 percent and 78.3 percent removed respectively. Of these three sorts of treatments, acid Solution No.8, alkali Solution No. 1009 and neutral Solution No. 101-1 were most excellent in each category and of 86 solutions in total, acid Solution No.8 demonstrated the best outcome, suggesting us that the use of this solution could treat all of unstable corroded parts on the surfaces of corrosion oxide through nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid. In light of these findings, this study believes that the use of this metal oxide treatment could be applicable to metal surfaces covering from those of excavated metal artifacts to modern handed-down metal artifacts. The study further showed that control of the usage amount and treating time of the solutions depending on the preservation conditions of metal artifacts might allow the removal of unstable oxides while protecting not-corroded metal parts. This methodology, the study believes, can be applied for safe removal of corroded oxide parts and foreign substances in metal cultural assets, ultimately contributing to the preservation of metal cultural assets in the future.
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