부여 쌍북리 및 경주 천관사지 출토 도가니의 특성 분석

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 부여 쌍북리 출토 도가니 등 6점과 경주 천관사지에서 출토 도가니 등 10점의 연구 시료를 선정하여 과학적 분석을 시도하였다. X-선 형광분석을 통해 도가니의 내부 용융 물질을 확인하였고 현미경관찰 및 조성 분석을 통해 도가니 태토의 미세조직적 특징을 관찰하였다. 가비중 및 흡수율, 기공률을 측정하여 천관사지 출토 도가니의 태토 치밀도와 유리질화 정도를 추정하였고 납동위원소비 분석을 통해 원료간 상관성을 알아보고자 했다. 또한 지금까지 출토된 도가니 현황과 분석된 자료를 종합하여 백제 문화권과 신라 문화권에서 출토되는 도가니를 형태적 특징과 용도에 따라 구분하여 비교 분석하고자 했다.
X-선 형광분석 결과에서 부여 쌍북리 출토 유리 도가니 3점은 납유리를 용융했고, 청동 도가니 1점은 Cu-Sn-Pb 3원계 청동을 사용했던 것으로 밝혀졌다. 경주 천관사지 출토 도가니는 9점 중에서 5점이 Cu-Sn-Pb 3원계 청동, 2점이 Cu-Pb 2원계 청동, 나머지 2점은 특정 원소가 검출되지 않았다. 지금까지 다양한 합금비의 청동 도가니가 확인되고 있으나 신라 문화권에서 순동 도가니는 아직까지 확인되지 않고 있다.
도가니 단면에 대한 현미경 관찰 결과에서 천관사지 출토 도가니의 표면 유리질화가 다량으로 확인되었다. 점토질이 유리질화 되기 위해서는 높은 온도가 필요하므로 쌍북리 출토 도가니에 비하여 천관사지 출토 도가니가 더 높은 온도에서 사용된 것으로 추정된다. 또한 태토에서 석영 입자 혹은 탄화된 유기물질이 관찰되어 도가니 제작 시 인위적으로 특정 물질을 첨가했을 가능성이 높은 것으로 보인다.
SEM-EDS 분석에서 쌍북리 출토 도가니의 용융 물질은 실리카(SiO2)와 산화납(PbO)의 비율이 3 : 7인 납유리로 확인되었다. 이는 백제 문화권에서 확인되는 고대 유리 및 유리 도가니에서 나타나는 조성과 유사하다. 천관사지 출토 도가니 표면의 이물질에 대한 조성 분석을 시도하였으나 용융 물질이 거의 남아있지 않아 동합금 조성비를 확인할 수 없었다.
천관사지 출토 도가니 편은 별도의 시편으로 제작하여 가비중 및 흡수율, 기공률을 측정한 결과에서 태토 치밀도 및 유리질화 정도를 평가하였다. 도가니의 표면이 높은 온도에서 유리질화 되면서 태토보다 치밀한 조직을 형성하므로 전체 시료와 표면을 일부 제거한 시료의 흡수율, 기공률 차이가 클수록 유리질화가 많이 진행된 것로 나타난다.
납동위원소비 분석에서 쌍북리 출토 시료들은 기 분석된 백제 문화권 분포 영역에 포함되어 있어 사용된 원료의 상관성이 높은 편이다. 반면 천관사지 출토 시료들은 백제 영역에서 크게 벗어나 다른 양상을 보이고 있어 문화권에 따라 사용된 납 원료가 다른 것으로 추정할 수 있다. 백제 문화권인 나주 복암리 출토 도가니는 백제, 신라 문화권과 다른 지역적 차이를 보이는 점이 특이하다.
이와 같은 분석 결과를 통해 도가니 내부의 용융 물질은 문화권에 따라 사용 원료의 특성이 다른 것으로 확인된다. 또한 도가니의 형태와 용도에 대한 고찰에서 백제 문화권에는 신라 문화권에 비하여 유리 및 금 도가니 출토 비율이 높고 신라 문화권에는 얕고 넓은 바가지 형태의 동합금 도가니가 출토되는 특징을 보인다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

A crucible is a heat-resistant container used to melt or smelt materials. It is closely associated with production relics and is a clue with which we can infer the method or process of production. And it is crucial material which we can figure out the degree of scientific understanding and level of culture in the ancient times. Ancient crucibles in the Korean Peninsula are mostly excavated from the relics from the period of the Three States till the period of united Silla. And generally, they are deep and have thick walls made of clay. But their shape or size varies according to the usage.
This study aims to analyze crucibles and related products excavated from Buyeo Ssangbuk-ri and Gyeongju Cheon-gwan Temple and figure out the materials melted in them. And using a microscope, the researcher observed the characteristics of the microstructure changing at a high temperature. Also, the study attempted to figure out correlation among the materials and the place of origin by conducting analysis on the lead isotope ratios of the melted materials.
Through XRF analysis, the study has detected much lead in three out of four glass crucibles excavated from Buyeo Ssangbuk-ri and found that they are potash glass. And from the rest one crucible, the researcher has detected Cu, Sn, and Pb and found it is bronze. Among the crucibles excavated from Gyeongju Cheon-gwan Temple, five are bronze crucibles from which Cu, Sn, Pb have been detected, and two are bronze crucibles containing Cu and Pb. And from the rest two, no components have been detected.
And the researcher conducted sampling on the pieces of the crucibles and observed them microstructurally with a stereoscopic microscope and SEM and also tried to find a small amount of melted material through SEM-EDS analysis. According to the result, the surface of the crucibles has been found to be virficated due to high temperature. The component analysis has shown that the pieces of glass excavated from Ssangbuk-ri and also the glaze parts of the earthenware are potash glass whose ratio of SiO2 to PbO is 3 : 7. This composition is often found in potash glass made in the Baekje period. The crucibles excavated from Cheon-gwan Temple contained too little melted material in them, so it was impossible to figure out the accurate composition of it. But according to the result of analyzing the bronze slag, the bronze contained Cu, Sn, and Pb as 72%, 2%, and 17%.
For the crucibles excavated from Cheon-gwan Temple, the study measured bulk density, absorptance, and porosity. As a result, it was possible to figure out the degree of their virtification and also the density of their organization physically.
According to the result of analysis on the lead isotope ratios of the melted materials, glass crucibles, glass pieces, and the glaze pieces of the earthenware excavated from Buyeo Ssangbuk-ri showed high correlation in terms of distribution. However, bronze crucibles were distributed in different areas, and this forms the ground that they used different lead according to the quality of the material. The distribution of the bronze crucibles and bronze slag excavated from Cheon-gwan Temple is quite alienated from the area of Baekje. And this implies that the place of origin of the lead material used differed by culture or region.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 그림목차 ⅲ
• 표목차 ⅴ
• 국문초록 ⅵ
• Ⅰ. 서 론 1
• Ⅱ. 연구 배경 3
• 1. 도가니 출토 현황 3
• 2. 도가니 분석 현황 11
• Ⅲ. 연구 대상 15
• 1. 부여 쌍북리 유적 15
• 2. 경주 천관사지 유적 17
• Ⅳ. 연구 방법 20
• 1. X-선 형광분석 20
• 2. 현미경관찰 및 성분 분석 20
• 3. 비중 및 흡수율, 기공률 21
• 4. 납동위원소비 분석 22
• Ⅴ. 연구 결과 24
• 1. 부여 쌍북리 유적 24
• 1) X-선 형광분석 24
• 2) 현미경관찰 및 성분 분석 27
• 3) 납동위원소비 분석 32
• 2. 경주 천관사지 유적 35
• 1) X-선 형광분석 35
• 2) 현미경관찰 및 성분 분석 38
• 3) 비중 및 흡수율, 기공률 52
• 4) 납동위원소비 분석 54
• Ⅵ. 고 찰 56
• 1. 도가니의 형태적 특성 56
• 2. 도가니의 용도별 특성 58
• 3. 용융 물질의 산지 추정 61
• Ⅶ. 결 론 67
• 참고문헌 69
• ABSTRACT 72