포항 오어사 동종(보물1280호)의 성분조성과 납동위원소비 분석

Chemical Composition and Lead Isotope Ratio of Oeosa(temple) bronze bell(Treasure No.1280) in Pohang-city

경북 포항시 남구 오천읍 항사리에서 발견된 오어사 동종(1216년, 보물1280호)에 대하여 성분분석 및 금속조직 관찰을 통하여 동종의 제작기법을 그리고 납동위원소비를 분석하여 동종에 쓰인 납이 어느 지역의 방연석과 상관관계가 깊은지를 알아보았다. 동종의 성분을 분석한 결과, Cu 74.1%, Sn 10.5%, Pb 13.1%로 분석되었다. 특히 본 동종은 고려시대 이전 동종들에 비하여 납의 함량이 많은 것이 특징이다. 고대 동종의 경우 다량의 납함량은 주조성은 좋아지나, 종의 강도를 떨어뜨리고, 문양을 좋게 하지만 합금에서 편석되기 쉬우며 소리를 둔화시키는 작용을 하므로 억제하는 것이 일반적이다. 동종의 미세조직은 주조 후 서냉함으로 인해 수지상 조직이 아닌 α상과 α상 주위로 (α+δ) 공석상으로 이루어져 있으며 주조공정 이외에 특별한 열처리 흔적은 관찰되지 않는다. 마지막으로 납동위원소비를 통한 산지 분석결과, 동종의 주조시 사용된 납의 출처는 중국 남부지역의 방연석과 깊은 상관관계가 있음을 알 수 있었다. 오어사 동종은 지금까지 많은 발표가 이루어지지 못한 고려 동종의 성분조성 및 제작기법, 산지 연구에 관한 내용으로서 각 시대별 종의 조성별 또는 제작방법의 차이점 등을 연구하는데 중요한 자료가 될 것으로 본다.

Chemical composition, microstructure and lead isotope ratio of Oeosa(temple) bronze bell (found in Hangsari, Ocheon-town, Nam-gu, Pohang-city, Gyeongbuk) have been analyzed by ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission spectrometry), Metallurgical Microscope and TIMS(Thermal ionization mass spectrometer), respectively. Major chemical composition of bronze bell consisted of copper (Cu), tin (Sn) and lead (Pb) and the ratio was about 74.1 : 10.5 : 13.1. Especially, Pb content was much richer than bronze bells before Goryeo period. It suggested that the lead was intentionally added to improve the casting and save the contents of copper and tin since Goryeo period. Microstructure of bronze bell was mainly made up α-phase and α+δ eutectoid phase instead of dendrite structure as the bell was cooled slowly after casting. The result of provenance study using lead isotope analysis have shown that the galena of bell was originated from the China South. The results of these scientific analysis of bronze bell can be used as basic data in comparison researches on manufacturing technology, source of raw materials of bronze bells to be found in the future.