익산 왕궁리 유적 출토 납유리 도가니 잔존 유리의 발색 특성을 이용한 산화⋅환원 환경 추정
Inference of Redox Conditions from the Coloration Characteristics of Glass Residues in a Lead-Glass Crucible Excavated from Wanggung-ri Site in Iksan
This study investigated the coloration characteristics of green, yellow, and red glass residues found in a lead-glass crucible excavated from a workshop at the Wanggung-ri site in Iksan, South Korea. In addition, the redox gradient surrounding the crucible during its use was examined in relation to the spatial distribution of the glass residues. The green coloration appears to result from a combination of the blue-green coloration associated with Cu2+ and a yellow component arising from absorption related to Pb and Fe. In the yellow glass residues, Cu⁺, which is nearly optically inactive, is presumed to be predominant among three colors; the extension of ultraviolet absorption associated with charge-transfer transitions into the visible region is considered a key factor in producing the yellow coloration. The red coloration may have resulted from the localized surface plasmon resonance of Cu0 nanoparticles. Integration of these findings with the spatial distribution of each glass suggests that the green glass flowed out of the crucible and changed color when exposed to the reducing environment created by the surrounding fuel and combustion gases. Increasingly reducing conditions, influenced by factors such as fuel distribution and air supply, likely caused the glass to transition from green to yellow and ultimately to red. This study presents a fundamental approach to estimating the redox conditions around the crucible based on the color of glass residues, with broader implications for understanding furnace operations.
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본 연구는 익산 왕궁리 유적 공방지 출토 납유리 도가니에 잔존하는 녹색, 황색, 적색유리의 발색 특성을 규명하고, 분포 위치와 연계하여 사용 당시 도가니 주변의 환경 구배를 고찰하였다. 분석 결과, 녹색 유리는 Cu²⁺에 의한 녹색⋅청록색 계열의 색조에 Pb와 Fe에 의한 황색 계열이 더해져 형성된 것으로 판단된다. 황색 유리는 광학적으로 비활성에 가까운 Cu⁺가 우세한 것으로 추정되며, 전하 이동 전이와 관련된 자외선 흡수의 가시광 영역 확장이 핵심적인 발색 요인으로 판단된다. 적색 유리는 Cu⁰ 나노입자의 국소 표면 플라즈몬 공명에 의해 색상이 발현되었을 가능성이 크다. 이러한 결과를 도가니 내외부의 위치와 종합하면, 상대적으로 산소의 접근이 쉬운 내부의 녹색 유리가 외부로 흘러나오며 연료와 연소 가스가 조성한 환원 환경에 노출되어 색상이 변화한 것으로 해석된다. 특히, 도가니 바깥의 연료 분포와 송풍량 등에 따라 환원 정도가 강해질 수록 적색으로 변화한 것으로 판단된다.
목차
초록 ABSTRACT 1. 서론 2. 이론적 배경 3. 연구 대상 및 방법 3.1. 연구 대상 3.2. 연구 방법 4. 결과 4.1. 광 흡수 특성 4.2. 발색 원소의 산화 상태 4.3. 적색 유리 내 Cu의 분포 5. 고찰 5.1. 유리의 발색 특성 5.2. 도가니 주변의 산화-환원 환경 구배 6. 결론 사사 REFERENCES