국립부여박물관 소장 고려시대 범종은 일부가 결실된 상태이며, 표면은 부식물과 매장당시 고착된 흙, 먼지 등으로 곳곳이 오염된 상태이다. 동종의 분석 결과, 주요 성분으로 Cu 74.18%, Sn 9.58%, Pb 15.77%가 검출되었고 기타 미량성분으로 As, Fe, Sb, Bi, Ag가 확인되었다. 동종의 미세조직은 α상 기지에 부분적으로 흰색(α+δ)공석상이 관찰되고 곳곳에서 회색 개재물(S)과 검은색 개재물(Pb 편석)이 분포하였다. 동종의 안정적 보존을 위하여 보존처리를 실시하였다.
국립부여박물관 소장 고려시대 범종은 일부가 결실된 상태이며, 표면은 부식물과 매장당시 고착된 흙, 먼지 등으로 곳곳이 오염된 상태이다. 동종의 분석 결과, 주요 성분으로 Cu 74.18%, Sn 9.58%, Pb 15.77%가 검출되었고 기타 미량성분으로 As, Fe, Sb, Bi, Ag가 확인되었다. 동종의 미세조직은 α상 기지에 부분적으로 흰색(α+δ)공석상이 관찰되고 곳곳에서 회색 개재물(S)과 검은색 개재물(Pb 편석)이 분포하였다. 동종의 안정적 보존을 위하여 보존처리를 실시하였다.
A part of the bronze bell from Goryeo (918-1392) in the collection of Buyeo National Museum was missing, and it was noted to retain corrosion products and burial accretions. Chemical analysis showed that the chemical composition of the bronze bell is Cu (74.18%), Sn (9.58%), Pb (15.77%), and very sm...
A part of the bronze bell from Goryeo (918-1392) in the collection of Buyeo National Museum was missing, and it was noted to retain corrosion products and burial accretions. Chemical analysis showed that the chemical composition of the bronze bell is Cu (74.18%), Sn (9.58%), Pb (15.77%), and very small amounts of As, Fe, Sb, Bi, and Ag. It was noted that the microstructure of the bronze bell was mainly made up of α phase and α+δ eutectoid phase, and gray (S) and black (Pb segregation) prevailed. Conservation treatment has been done for the preservation of this bronze bell.
A part of the bronze bell from Goryeo (918-1392) in the collection of Buyeo National Museum was missing, and it was noted to retain corrosion products and burial accretions. Chemical analysis showed that the chemical composition of the bronze bell is Cu (74.18%), Sn (9.58%), Pb (15.77%), and very small amounts of As, Fe, Sb, Bi, and Ag. It was noted that the microstructure of the bronze bell was mainly made up of α phase and α+δ eutectoid phase, and gray (S) and black (Pb segregation) prevailed. Conservation treatment has been done for the preservation of this bronze bell.
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제안 방법
4. 동종은 과학적 분석을 수행 한 후, 안정적인 보존관리를 위하여 보존처리를 실시하였다. 처리는 표면의 이물질을 제거하고 부식 진행을 억제하기 위해 안정화처리 및 표면 강화처리를 실시하였다.
안정화 처리 후, 산화를 방지하고 표면강도를 높이기 위해 강화처리를 실시하였다. 강화처리는 아크릴계 합성수지인 Paraloid B-72(in Acetone) 8wt% 용액을 사용하여 유화 붓으로 도포한 후, 자연건조 하였다. 처리과정에서 강화제가 한 곳에 집중되지 않고 골고루 표면에 도포되도록 아세톤을 스프레이와 붓을 사용하여 정리하였다.
건조된 시편은 에칭액 (FeCl3+HCl+Ethyl Alcohol)을 이용하여 부식시켰으며 자동계수기가 장착된 Nikon Eclipse E 600W 편광/반사 겸용 현미경으로 칼라상 조직을 관찰하였다. 또한 표면을 금(Au) 코팅한 후 미세조직의 산출상태를 관찰하기 위해 주사전자현미경(TESEM, VEGAⅡ LMH, TESCAN, Czech)을 이용하였고 여기에 장착된 에너지 분산형 성분분석기(EDS X Flash detector, Bruker AXS, Germany)를 이용하여 미소부위의 화학조성을 분석하였다.
동종은 부분적으로 결실되었으며, 표면이 부식물로 덮인 상태에서 출토 후, 즉시 보존처리가 이뤄지지 않아 흙, 먼지 등의 이물질이 고착되어 있는 상태이다. 따라서 동종의 안정적인 보존 관리를 위하여 보존처리를 실시하였다.
또한 곳곳에서 부정형의 검은색 개재물이 관찰되어 SEM-EDS분석을 통해 살펴보았다. 이 결과(Fig.
이 연구에서는 부여박물관에서 소장하고 있는 고려시대 동종을 대상으로, 보존처리에 앞서 형태적 특징을 살피고 처리 전 상태를 정밀하게 진단하였다. 또한 비파괴 분석을 통해 성분분석과 미세조직 관찰을 실시하여 동종의 재질 특성을 검토하였으며, 범종의 보존처리 과정을 정리하였다. 이 자료가 동종의 보존 관리뿐만 아니라 자료가 미진한 고려시대 동종의 제작기술 연구를 위한 기초 자료로 활용되기를 기대한다.
또한 파단면 중 바탕금속이 잘 남아 있는 부분을 대표지점으로 선정하고 범종을 이루는 금속재료의 화학조성을 분석하기 위해 이동형 X-선형광분석기(P-XRF, ArtTAX Basic, Bruker AXS, Germany)를 이용하여 표면 비파괴 분석을 수행하였다.
+HCl+Ethyl Alcohol)을 이용하여 부식시켰으며 자동계수기가 장착된 Nikon Eclipse E 600W 편광/반사 겸용 현미경으로 칼라상 조직을 관찰하였다. 또한 표면을 금(Au) 코팅한 후 미세조직의 산출상태를 관찰하기 위해 주사전자현미경(TESEM, VEGAⅡ LMH, TESCAN, Czech)을 이용하였고 여기에 장착된 에너지 분산형 성분분석기(EDS X Flash detector, Bruker AXS, Germany)를 이용하여 미소부위의 화학조성을 분석하였다.
보존처리 중 탈락된 미세편을 수습하여 전처리 후, 현미경을 통해 미세조직 관찰을 하였다. 관찰 결과 동종의 미세 조직은 구리빛의 α상 기지에 부분적으로 흰색(α+δ)공석상이 관찰되는 것으로 특별한 열처리 없이 주조되어 서서히 냉각된 조직 형태를 보였다.
보존처리는 동종의 처리 전 상태 진단을 통해 표면에 생성된 부식물이 안정화된 상태임을 확인하여 표면 이물질을 제거하고 더 이상 부식이 진행되지 않도록 안정화처리 및 강화처리를 실시하였다(Fig. 10). 처리 후 동종의 무게는 5.
부식의 진행을 억제하기 위해서 B.T.A. (in Ethyl Alcohol) 3wt% 용액을 유화붓을 이용하여 표면에 도포하고 일주일 간 자연건조 하였다. 건조 후 나타나는 흰색 B.
분석대상 동종은 소형종으로, 위치에 따른 조성비의 차를 고려하지 않고 최대한 바탕금속이 잘 드러난 부분을 선정하여 재료의 성분분석을 수행하였다. 측정위치는 Fig 6과 같으며, 3지점에 대하여 실시하고 각 측정결과에 대한 평균을 내었다(Table 1).
동종의 미세조직 관찰은 보존처리 도중 탈락된 미세편을 수습하여 시료로 이용하였다. 수습된 시료는 에폭시 수지로 마운팅 한 후 연마지 #800, #1200, #2000, #2400까지 순차적으로 연마하고 연마포 (MD-Dur, MDNap)에 연마제(DP-suspension 6㎛, 3㎛, 1㎛)를 뿌리면서 시료에 스크래치가 없을 때까지 연마하였다. 사용한 연마기는 Topmet Minipol이다.
안정화 처리 후, 산화를 방지하고 표면강도를 높이기 위해 강화처리를 실시하였다. 강화처리는 아크릴계 합성수지인 Paraloid B-72(in Acetone) 8wt% 용액을 사용하여 유화 붓으로 도포한 후, 자연건조 하였다.
이 연구에서는 동종의 전체적인 형상을 정밀하게 관찰하기 위해 이동식 실체현미경(Leica M651)을 이용하였고, 육안으로 관찰할 수 없는 내부구조는 X-ray투과탐상 조사(TVX-1160)를 통해 확인하였다.
이 연구에서는 부여박물관에서 소장하고 있는 고려시대 동종을 대상으로, 보존처리에 앞서 형태적 특징을 살피고 처리 전 상태를 정밀하게 진단하였다. 또한 비파괴 분석을 통해 성분분석과 미세조직 관찰을 실시하여 동종의 재질 특성을 검토하였으며, 범종의 보존처리 과정을 정리하였다.
65㎜이다. 조성 분석에 앞서 분석 결과의 신뢰성을 확보하기 위해 검증된 청동 표준시료로 생성한 프로그램을 설정하고 이와 동일한 측정조건에서 분석하였다. 분석결과는 이와 같이 표준시료로 생성한 데이터로 보정한 100% 환산치이며, 표면분석에 의한 분석오차를 감안하여 해석하였다.
강화처리는 아크릴계 합성수지인 Paraloid B-72(in Acetone) 8wt% 용액을 사용하여 유화 붓으로 도포한 후, 자연건조 하였다. 처리과정에서 강화제가 한 곳에 집중되지 않고 골고루 표면에 도포되도록 아세톤을 스프레이와 붓을 사용하여 정리하였다.
동종은 과학적 분석을 수행 한 후, 안정적인 보존관리를 위하여 보존처리를 실시하였다. 처리는 표면의 이물질을 제거하고 부식 진행을 억제하기 위해 안정화처리 및 표면 강화처리를 실시하였다.
한편, 육안으로 확인하기 힘든 범종의 부식정도와 내부구조 및 결함상태를 파악하기 위해 X-ray 투과탐상조사를 실시하였다. 이 결과, 천판상의 구멍 주변에서 육안으로 볼 수 없었던 불규칙한 균열이 발생하여 재질이 약화된 모습을 볼 수 있었다(Fig.
대상 데이터
(in Ethyl Alcohol) 3wt% 용액을 유화붓을 이용하여 표면에 도포하고 일주일 간 자연건조 하였다. 건조 후 나타나는 흰색 B.T.A. 결정은 붓, 면봉, 에탄올 등을 이용하여 제거하였다.
동종의 미세조직 관찰은 보존처리 도중 탈락된 미세편을 수습하여 시료로 이용하였다. 수습된 시료는 에폭시 수지로 마운팅 한 후 연마지 #800, #1200, #2000, #2400까지 순차적으로 연마하고 연마포 (MD-Dur, MDNap)에 연마제(DP-suspension 6㎛, 3㎛, 1㎛)를 뿌리면서 시료에 스크래치가 없을 때까지 연마하였다.
75%) 함유됨을 확인하였다. 따라서 구리광석 중 황(S)과 철(Fe)을 포함하는 황동석(CuFeS2) 혹은 반동석(Cu5FeS4)을 원광석으로 사용하였을 것으로 추정하였다. 또한, 곳곳에서 관찰되는 검은색 개재물은 Pb 편석물이거나 Pb 편석물이 빠져나간 부분으로, Cu 또는 Sn과의 고용도가 거의 없고 용융점이 낮아 응고되는 과정에서 다양한 불순물이 혼입되었음을 확인하였다.
수습된 시료는 에폭시 수지로 마운팅 한 후 연마지 #800, #1200, #2000, #2400까지 순차적으로 연마하고 연마포 (MD-Dur, MDNap)에 연마제(DP-suspension 6㎛, 3㎛, 1㎛)를 뿌리면서 시료에 스크래치가 없을 때까지 연마하였다. 사용한 연마기는 Topmet Minipol이다. 연마가 끝난 시편은 표면에 연마제가 남아있지 않도록 초음파세척기를 이용하여 세척한 후 건조시켰다.
연구대상인 동종은 충남 논산시 벌곡면에서 출토된 발견매장문화재 국가귀속품이다. 이 동종은 높이 34.
데이터처리
조성 분석에 앞서 분석 결과의 신뢰성을 확보하기 위해 검증된 청동 표준시료로 생성한 프로그램을 설정하고 이와 동일한 측정조건에서 분석하였다. 분석결과는 이와 같이 표준시료로 생성한 데이터로 보정한 100% 환산치이며, 표면분석에 의한 분석오차를 감안하여 해석하였다.
성능/효과
1. 조사·연구대상인 동종은 종의 형식, 문양 등으로 볼 때 제작 시기는 고려시대 후기의 것으로 추정된다.
2. 비파괴 분석을 통해 동종의 화학조성을 살펴 본 결과, 주요 성분으로 Cu가 74.18%, Sn이 9.58%, Pb가 15.77% 검출되었고 기타 미량성분으로 As, Fe, Sb, Bi, Ag가 확인되었다. 이 중 Sn의 비율은 소리 위주의 범종제작에 적합한 Sn 함량보다 상대적으로 낮은 반면, Pb의 함량은 높게 나타나고 있어 일반적인 다른 동종들에 비해 종소리가 둔탁했을 것으로 판단되며, 소리 보다는 장식적 의도로 제작한 동종일 것으로 추정하였다.
3. 동종의 미세조직은 구리빛의 α상 기지에 부분적으로 흰색(α+δ)공석상이 관찰되며 가공 당시 형성된 전위slip이 strain line형태로 관찰된다.
관찰 결과 동종의 미세 조직은 구리빛의 α상 기지에 부분적으로 흰색(α+δ)공석상이 관찰되는 것으로 특별한 열처리 없이 주조되어 서서히 냉각된 조직 형태를 보였다.
동종의 전체적인 구성요소를 보면, 상부는 용뉴, 용통, 천판으로 구성 되었고 종신부에는 상대, 유곽, 여래상, 당좌, 하대가 배치되었으며 명문은 확인되지 않았다. Fig.
처리 전 정밀 상태조사 결과, 1/4 정도가 결실되었으며, 표면은 부식물과 매장당시 고착된 흙, 먼지 등의 이물질로 인하여 오염된 상태였다. 또한 곳곳에서 주조 결함으로 보이는 구멍들이 관찰되며 이를 중심으로 발달한 균열을 비롯하여 금속의 재질이 약화된 모습을 X-ray 투과탐상조사로 확인할 수 있었다.
따라서 구리광석 중 황(S)과 철(Fe)을 포함하는 황동석(CuFeS2) 혹은 반동석(Cu5FeS4)을 원광석으로 사용하였을 것으로 추정하였다. 또한, 곳곳에서 관찰되는 검은색 개재물은 Pb 편석물이거나 Pb 편석물이 빠져나간 부분으로, Cu 또는 Sn과의 고용도가 거의 없고 용융점이 낮아 응고되는 과정에서 다양한 불순물이 혼입되었음을 확인하였다.
여기서 제시한 종의 합금비율은 Cu와 Sn이 6:1로, Sn이 약 14%에 해당하며, 우리나라의 대표적인 통일신라시대 범종에서 이 함량에 가까운 수치를 나타내는 것을 알 수 있다(Table 2). 반면, 이번 분석대상인 동종을 합금비를 통해 백분율로 환산한 결과, Sn이 11.4%로 상대적으로 낮은 함량을 보여 일반적인 범종에 비해 소리가 둔탁했을 것으로 추정하였다.
이는 고대 중국 춘추시대(BC770~475)말 『周禮』「考工記」에서 청동제품의 용도별 합금비율을 정해놓은 金有六齊를 통해서도 알 수 있다. 여기서 제시한 종의 합금비율은 Cu와 Sn이 6:1로, Sn이 약 14%에 해당하며, 우리나라의 대표적인 통일신라시대 범종에서 이 함량에 가까운 수치를 나타내는 것을 알 수 있다(Table 2). 반면, 이번 분석대상인 동종을 합금비를 통해 백분율로 환산한 결과, Sn이 11.
또한 곳곳에서 부정형의 검은색 개재물이 관찰되어 SEM-EDS분석을 통해 살펴보았다. 이 결과(Fig. 7B, D, 8B, C, D, E), Pb가 모두 약 45% 이상의 높은 함량을 나타내어 Pb 편석물이거나 Pb 편석물이 빠져나간 부분으로 해석하였다.
한편, 육안으로 확인하기 힘든 범종의 부식정도와 내부구조 및 결함상태를 파악하기 위해 X-ray 투과탐상조사를 실시하였다. 이 결과, 천판상의 구멍 주변에서 육안으로 볼 수 없었던 불규칙한 균열이 발생하여 재질이 약화된 모습을 볼 수 있었다(Fig. 5A). 또한 표면의 부식산화물과 매장당시 고착된 흙으로 인해 보이지 않았던 균열을 확인할 수 있었다(Fig.
연구대상인 동종은 충남 논산시 벌곡면에서 출토된 발견매장문화재 국가귀속품이다. 이 동종은 높이 34.3㎝, 구경 24.6㎝, 종 구경 두께 1.4㎝의 소형종으로, 보존처리전 무게는 6㎏이었으며, 종신과 종구의 길이 비율은 거의 1:1에 가깝고 종의 복부가 넓은편이어서 시각적 안정감을 보인다(Fig. 1).
77% 검출되었고 기타 미량성분으로 As, Fe, Sb, Bi, Ag가 확인되었다. 이 중 Sn의 비율은 소리 위주의 범종제작에 적합한 Sn 함량보다 상대적으로 낮은 반면, Pb의 함량은 높게 나타나고 있어 일반적인 다른 동종들에 비해 종소리가 둔탁했을 것으로 판단되며, 소리 보다는 장식적 의도로 제작한 동종일 것으로 추정하였다.
이를 종합하면 분석대상 동종은 범종에 적합한 Sn의 함량이 상대적으로 적을 뿐만 아니라 높은 Pb의 함량을 나타내는 것으로, 일반적인 다른 동종들에 비하여 음색이 둔탁했을 것으로 판단된다. 또한 소형종이면서 Pb가 많이 첨가된 것을 볼 때 소리보다는 주조성을 높여 문양을 좋게 하는 장식적 의도로 제작된 것으로 생각된다.
동종의 미세조직은 구리빛의 α상 기지에 부분적으로 흰색(α+δ)공석상이 관찰되며 가공 당시 형성된 전위slip이 strain line형태로 관찰된다. 조직 내에서 관찰되는 회색의 개재물을 분석한 결과, S가 15.13%로 비교적 높은 함량을 나타냈으며 Sn이 검출되지 않고 Fe가 소량(0.75%) 함유됨을 확인하였다. 따라서 구리광석 중 황(S)과 철(Fe)을 포함하는 황동석(CuFeS2) 혹은 반동석(Cu5FeS4)을 원광석으로 사용하였을 것으로 추정하였다.
조직 내에서 보이는 회색의 개재물을 SEM-EDS로 분석한 결과(Fig. 7B, C), S가 15.13%로 비교적 높은 함량을 나타냈다. 또한 Sn이 검출되지 않고 Fe가 소량(0.
조사·연구대상인 동종은 종의 형식, 문양 등으로 볼 때 제작 시기는 고려시대 후기의 것으로 추정된다. 처리 전 정밀 상태조사 결과, 1/4 정도가 결실되었으며, 표면은 부식물과 매장당시 고착된 흙, 먼지 등의 이물질로 인하여 오염된 상태였다. 또한 곳곳에서 주조 결함으로 보이는 구멍들이 관찰되며 이를 중심으로 발달한 균열을 비롯하여 금속의 재질이 약화된 모습을 X-ray 투과탐상조사로 확인할 수 있었다.
측정결과, 동종을 구성하고 있는 주요 성분으로 Cu가 74.18%, Sn이 9.58%, Pb가 15.77% 검출되었고 기타 미량성분으로 As, Fe, Sb, Bi, Ag가 확인되었다.
후속연구
또한 비파괴 분석을 통해 성분분석과 미세조직 관찰을 실시하여 동종의 재질 특성을 검토하였으며, 범종의 보존처리 과정을 정리하였다. 이 자료가 동종의 보존 관리뿐만 아니라 자료가 미진한 고려시대 동종의 제작기술 연구를 위한 기초 자료로 활용되기를 기대한다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
종이란?
종(鐘)은 금속으로 주조한 타악기의 일종으로, 경종(警鍾), 시종(時鐘) 등 그 용도의 범위가 넓지만 우리나라에서 종이라 함은 동제 범종1)을 말한다. 우리나라 범종은 중국이나 일본의 범종과는 달리 뛰어난 청동 주조기술을 바탕으로 독특한 양식과 구조를 가지며 소리가 맑고 긴 여운을 가지는 특징으로 인해 한국종이라는 학명으로까지 불릴 만큼 그 우수성을 인정받고 있다.
우리나라 범종의 특징은 무엇인가?
종(鐘)은 금속으로 주조한 타악기의 일종으로, 경종(警鍾), 시종(時鐘) 등 그 용도의 범위가 넓지만 우리나라에서 종이라 함은 동제 범종1)을 말한다. 우리나라 범종은 중국이나 일본의 범종과는 달리 뛰어난 청동 주조기술을 바탕으로 독특한 양식과 구조를 가지며 소리가 맑고 긴 여운을 가지는 특징으로 인해 한국종이라는 학명으로까지 불릴 만큼 그 우수성을 인정받고 있다.2)
국립부여박물관 소장 고려시대 범종의 분석 결과는 어떠한가?
국립부여박물관 소장 고려시대 범종은 일부가 결실된 상태이며, 표면은 부식물과 매장당시 고착된 흙, 먼지 등으로 곳곳이 오염된 상태이다. 동종의 분석 결과, 주요 성분으로 Cu 74.18%, Sn 9.58%, Pb 15.77%가 검출되었고 기타 미량성분으로 As, Fe, Sb, Bi, Ag가 확인되었다. 동종의 미세조직은 α상 기지에 부분적으로 흰색(α+δ)공석상이 관찰되고 곳곳에서 회색 개재물(S)과 검은색 개재물(Pb 편석)이 분포하였다. 동종의 안정적 보존을 위하여 보존처리를 실시하였다.
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