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.
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.
Currently, the fabrication of a high-tin bronze spoon by traditional manufacturing techniques involves 10 steps in the bronze ware workshop. Hot forging has a major influence on manufacturing and involves two to three steps. The dendritic ${\alpha}$-phase in the microstructure of the high...
Currently, the fabrication of a high-tin bronze spoon by traditional manufacturing techniques involves 10 steps in the bronze ware workshop. Hot forging has a major influence on manufacturing and involves two to three steps. The dendritic ${\alpha}$-phase in the microstructure of the high-tin bronze spoon is refined and finely dispersed through hot forging. In addition, twinning is observed in the ${\alpha}$-phase of the hammered part, and the ${\alpha}$-phase microstructure gradually transform from a polygon to a circular shape due to hammering. In this process, the adjacent ${\alpha}$-phases overlap with each other and remain combined after quenching. The microstructure with the overlapping is also observed in bronze artifacts, and this shows the correlation with technical system. The results of the experimental hot forging of Cu-22%Sn alloys show that the decrease in in the amount of the dendritic microstructure, which forms during casting, is in proportion to the number of processing steps and that the refined grain obtained by hammering contributes to the improvement in the strength of the material. From the hammering marks, which are observed on both the bronze artifact excavated from archaeological sites and on the high-tin bronze spoon produced in the traditional workshop, it is presumed that the knowledge regarding the unrecorded manufacturing system of bronze ware in ancient times has been passed down in a traditional way up to the system used currently.
Currently, the fabrication of a high-tin bronze spoon by traditional manufacturing techniques involves 10 steps in the bronze ware workshop. Hot forging has a major influence on manufacturing and involves two to three steps. The dendritic ${\alpha}$-phase in the microstructure of the high-tin bronze spoon is refined and finely dispersed through hot forging. In addition, twinning is observed in the ${\alpha}$-phase of the hammered part, and the ${\alpha}$-phase microstructure gradually transform from a polygon to a circular shape due to hammering. In this process, the adjacent ${\alpha}$-phases overlap with each other and remain combined after quenching. The microstructure with the overlapping is also observed in bronze artifacts, and this shows the correlation with technical system. The results of the experimental hot forging of Cu-22%Sn alloys show that the decrease in in the amount of the dendritic microstructure, which forms during casting, is in proportion to the number of processing steps and that the refined grain obtained by hammering contributes to the improvement in the strength of the material. From the hammering marks, which are observed on both the bronze artifact excavated from archaeological sites and on the high-tin bronze spoon produced in the traditional workshop, it is presumed that the knowledge regarding the unrecorded manufacturing system of bronze ware in ancient times has been passed down in a traditional way up to the system used currently.
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문제 정의
본 연구에서는 열간 단조에 의한 미세조직의 변화를 관찰하기 위해 손잡이보다 많은 형태가 공이 수행되는 ‘술잎 만들기’ 단계에서만 살펴보았다.
특히 현재 전승되고 있는 전통 방짜기술에 대한 종합적인 조사연구는 역사 속의 방짜기술을 찾을 수 있는 단서를 제공할 것이다. 본 연구에서는 한국민속촌 유기공방에서 재현하는 전통 방짜유기 숟가락의 열간 단조(熱間 鍛造) 과정에 따른 변화를 관찰하고, 조선시대에 제작된 청동숟가락과 비교하였다. 또한 열간 단조 작업의 단계별로 시편을 취하여 미세조직의 변화를 관찰하였다.
제안 방법
2차 열간 단조 방법은 1차 열간 단조한 시편을 다시 가열한 뒤, 1차 단계와 동일한 방법으로 추가 열간 단조를 실시하였다. Figure 7e는 2차 열간 단조한 시편의 전체를 보여주는 미세조직 사진으로 α상이 잘게 분산되어 있다.
미세조직 관찰은 반사식 광학현미경(DMRBE, Leica, Germany)을 이용하였으며, 조직 전체를 50배로 확인하고 특징적인 부분을 100배, 200배, 500배로 확대하여 조사하였다. 광학현미경으로는 관찰이 어려운 고배율의 경우에 시편 표면을 카본코팅하여 주사전자현미경(JSM- 6460LV, JEOL, Japan)으로 조사하고, 에너지분산분광계(INCA Energy Oxford 7574, Oxford, UK)로 성분 분석하였다.
열간 단조 조건은 유기공방과 유사한 가열 조건인 700℃의 고온에서 약 10분간 가열한 뒤, 상온에서 약 20회가량 망치질하였다. 단조 방법은 1차 열간 단조가 끝나면 동일한 조건으로 2, 3차 열간 단조를 실시하였다.
본 연구에서는 한국민속촌 유기공방에서 재현하는 전통 방짜유기 숟가락의 열간 단조(熱間 鍛造) 과정에 따른 변화를 관찰하고, 조선시대에 제작된 청동숟가락과 비교하였다. 또한 열간 단조 작업의 단계별로 시편을 취하여 미세조직의 변화를 관찰하였다. 방짜유기는 가공을 거듭할수록 강도와 경도가 높아지는 것으로 알려져 있기 때문에 단조작업이 금속학적 측면에서 어떠한 효과를 주는지에 대한 실증적인 자료 확보가 필요하며(Jeong et al.
한국민속촌의 유기공방에서 전통기술로 제작된 방짜유기 숟가락의 열간 단조 과정별 생산품의 형태와 특징을 확인하고, 유사한 제작기법으로 제작된 조선시대의 청동숟가락의 특징과 비교 관찰하였다. 또한 전통 유기공방에서 열간 단조 시 사용하는 망치의 종류, 가공방향 등을 관찰하였다.
연마된 시편은 에틸알코올 120 ml, 염산 30 ml, 산화철(III) 10 g을 혼합한 용액으로 부식시켰다. 미세조직 관찰은 반사식 광학현미경(DMRBE, Leica, Germany)을 이용하였으며, 조직 전체를 50배로 확인하고 특징적인 부분을 100배, 200배, 500배로 확대하여 조사하였다. 광학현미경으로는 관찰이 어려운 고배율의 경우에 시편 표면을 카본코팅하여 주사전자현미경(JSM- 6460LV, JEOL, Japan)으로 조사하고, 에너지분산분광계(INCA Energy Oxford 7574, Oxford, UK)로 성분 분석하였다.
또한 열간 단조 작업의 단계별로 시편을 취하여 미세조직의 변화를 관찰하였다. 방짜유기는 가공을 거듭할수록 강도와 경도가 높아지는 것으로 알려져 있기 때문에 단조작업이 금속학적 측면에서 어떠한 효과를 주는지에 대한 실증적인 자료 확보가 필요하며(Jeong et al., 1999), 이를 위해 실험실에서 방짜유기와 동일한 조성의 청동합금을 주조 하고, 3차에 걸쳐 열간 단조하는 재현실험을 병행하였다.
시편은 집중적으로 열간 단조가 가해지는 술잎 부분에서 채취하고, 연마와 분석을 용이하게 하기 위해 에폭시수지로 마운팅하였다. 자동연마기에서 사포 800번, 1000번, 2400번, 4000번순으로 연마한 다음, 1 μm diamond suspension으로 미세 연마를 실시하였다.
3. Cu-22%Sn 청동 시험편의 열간 단조 비교실험
실험실에서 구리와 주석을 무게비 78:22%의 배합 비율로 섞어 청동합금을 만든 뒤, 총 3차례의 열간 단조를 실시하였다
. 열간 단조 조건은 유기공방과 유사한 가열 조건인 700℃의 고온에서 약 10분간 가열한 뒤, 상온에서 약 20회가량 망치질하였다.
자동연마기에서 사포 800번, 1000번, 2400번, 4000번순으로 연마한 다음, 1 μm diamond suspension으로 미세 연마를 실시하였다.
한국민속촌의 유기공방에서 전통기술로 제작된 방짜유기 숟가락의 열간 단조 과정별 생산품의 형태와 특징을 확인하고, 유사한 제작기법으로 제작된 조선시대의 청동숟가락의 특징과 비교 관찰하였다. 또한 전통 유기공방에서 열간 단조 시 사용하는 망치의 종류, 가공방향 등을 관찰하였다.
성능/효과
1. 전통 유기공방에서는 하나의 방짜유기 숟가락을 만들기 위해 10단계의 작업 공정을 거쳤으며, 형태 제작에 큰영향을 주는 열간 단조는 3~4단계 과정을 거친다. 이는 기계로 만드는 방짜유기 숟가락이 1단계의 성형과정을 통해 열간 가공이 마무리되는 것과는 큰 차이를 보인다.
2. 방짜유기 숟가락은 열간 단조에 의해 수지형상의 α상이 미세화되고 잘게 분산되었으며, 두드림이 가해진 부분의 α상에는 쌍정이 생성되었다.
3. 방짜조성의 Cu-22%Sn 합금을 대상으로 실시한 열간 단조 실험 결과, 주조 당시 형성된 수지상의 감소율은 가공 횟수에 따라 비례했다. 또한 α상은 구상으로 잘게 깨져 미세조직 전체에 넓게 분산되었으며, 재결정에 의한 쌍정은 증가하였다.
4. 고대 유적에서 출토된 청동유물과 전통 유기공방에서 만든 방짜유기의 특정 부위에서 동일하게 관찰되는 메자국은 문헌으로 남아 있지 않은 고대의 방짜유기 기술체계가 오늘날의 방짜유기 전통기술로 전승되었음을 보여준다.
또한 α 상의 결정립 내의 직선경계에 쌍정이 보이는데, 이는 비교적 높은 온도에서 두드림과 같은 작업을 통해 심각한 변형을 받아 재결정이 이루어졌음을 의미한다(Park and Yu, 2004). 미세조직 전체 조성에 대한 SEM-EDS 면분석 결과, 납(Pb)은 검출되지 않고 77.96 wt%의 구리(Cu)와 22.04wt%의 주석(Sn)이 주성분으로 분석되었다. Figure 5c는 No.
2 청동숟가락 술잎 부분의 미세조직을 광학현미경과 전자현미경으로 관찰한 사진으로 마르텐사이트(β상) 바탕에 α상이 광범위하게 분포하고 있다. 미세조직 전체 조성에 대한 SEM-EDS 면분석 결과, 주성분인 구리에 주석을 21.42 wt% 포함하고 있어 방짜유기의 조성과 일치하는 것으로 나타났다. Figure 5a의 방짜숟가락 두 점의 성분과 미세조직은 서로 유사하지만 α상의 형태에서 차이를 보인다.
미세조직을 관찰한 결과 주조공정을 거친 놋덩이에는 α+δ 공석 바탕에 수지형상의 α상이 잘발달해 있었으며, 열간 단조가 시작되는 2단계 이후로부터 담금질 처리가 수행되기 바로 전 단계까지의 시편에서는 바탕조직은 불변하였으나 α상에는 상당한 변화가 관찰되었다.
실험실에서 제작한 Cu-22%Sn 청동 시험편을 대상으로 총 3단계까지 각각 20여 차례의 망치질을 가하고 단계별로 미세조직을 관찰한 결과, 방짜유기 숟가락과 유사한 미세 조직의 변화를 확인할 수 있었다. 망치질을 가하기 전 단계인 주물 상태에서는 α상이 수지상으로 일정한 형태와 간격을 유지하고 있다.
후속연구
여러 가지로 자료가 부족한 현시점에서 방짜기술이 시작된 이유를 찾을 수 있는 가장 좋은 방법은 다양한 유적에서 출토되는 유물의 금속조직을 분석하는 방법과 현재 전승되고 있는 전통 방짜기술을 정확하게 분석하는 방법일 것이다(Lee, 2010). 특히 현재 전승되고 있는 전통 방짜기술에 대한 종합적인 조사연구는 역사 속의 방짜기술을 찾을 수 있는 단서를 제공할 것이다. 본 연구에서는 한국민속촌 유기공방에서 재현하는 전통 방짜유기 숟가락의 열간 단조(熱間 鍛造) 과정에 따른 변화를 관찰하고, 조선시대에 제작된 청동숟가락과 비교하였다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
문헌으로 남아 있지 않은 고대의 방짜유기 기술체계가 오늘날의 방짜유기 전통기술로 전승되었음을 보여주는 것은 무엇인가?
4. 고대 유적에서 출토된 청동유물과 전통 유기공방에서 만든 방짜유기의 특정 부위에서 동일하게 관찰되는 메자국은 문헌으로 남아 있지 않은 고대의 방짜유기 기술체계가 오늘날의 방짜유기 전통기술로 전승되었음을 보여준다.
한국의 전통 방짜유기 제작은 어떤 특징을 가지는가?
한국의 전통 방짜유기 제작에는 구리 1근에 주석 4냥 5 돈을 정확한 비율로 섞어 만든 합금이 사용되며 고온에서의 두드림 작업과 담금질 처리가 동원된다. 옛부터 질이 좋은 유기는 전통적으로 유기제작 방법인 방짜기법으로 제작 했는데, 이는 떨어뜨려도 찌그러질 뿐 깨지지 않아 사람들이 매우 선호했다(Ahn, 2002).
방짜유기 숟가락은 어떤 식으로 10단계를 거쳐 완성되는가?
한국민속촌 유기공방에서 재현하는 방짜유기 숟가락은 첫 번째 단계인 ‘무질가락 만들기’에서부터 최종 단계인 ‘광내기’에 이르기까지 총 10단계를 거쳐 완성되었다. 제 1 단계인 ‘무질가락만들기’에서는 미리 준비한 주석함량 22% 의 청동합금을 이용하여 막대형상의 놋덩이를 주조한다. 이후 제 2~6단계에서는 이 놋덩이를 대상으로 가열과 두드림을 반복함으로써 술잎과 손잡이를 포함하는 대략적인 외형을 만들어간다. 제 7~9단계에서는 고온으로부터의 담금질 처리와 상온에서 수행되는 작업을 통하여 형태가 마무리되며, 제 10단계에서는 표면을 연마하여 광택을 냄으로써 숟가락이 완성된다. 미세조직을 관찰한 결과 주조공정을 거친 놋덩이에는 α+δ 공석 바탕에 수지형상의 α상이 잘발달해 있었으며, 열간 단조가 시작되는 2단계 이후로부터 담금질 처리가 수행되기 바로 전 단계까지의 시편에서는 바탕조직은 불변하였으나 α상에는 상당한 변화가 관찰되었다.
참고문헌 (12)
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