بررسي پوشش قلع و تركيبات بين فلزي در ظروف مسي قلع اندود تاريخي در ايران

Investigation of Tin Coating and Intermetallic Compounds in Historical Tinned Copper Objects in Iran

پوشش دادن ظروف و اشياء مسي با قلع ، روشي است كه پس از چند سال همچنان به روش مرسوم سنتي در برخي شهرهاي ايران اجرا مي شود. هدف اين مقاله بررسي لايه قلع و تركيبات بين فلزي Cu-Sn است كه در فرايند پوشش دهي به روش سنتي تشكيل مي شود. براي اين منظور مقاطع ميكروسكوپي و توالي لايه ها در نمونه هاي تاريخي و نمونه هاي جديد با استفاده از SEM-BSE و ميكروسكوپ نوري (OM) مورد بررسي قرار گرفت. همچنين آناليز هر لايه و تركيب آن به كمك SEM-EDX انجام شد. نتايج نشان دهنده يتشكيل تركيبات بين فلزي اتا (η) و اپسيلن (ε) در حد واسط لايه قلع و بدنه مسي است. در ادامه با توجه به آبدهي شي قلع اندود بلافاصله پس از پوشش دهي در روش سنتي، محدوده پايداري و تشكيل هر تركيب و تاثير آن بر ظاهر سطحي پوشش با نمونه سازي تحت شرايط متفاوت سرد كردن (در هوا و در آب) مورد بحث و ارزيابي قرار گرفت. در اين مورد نمونه ي سرد شده د رهوا نسبت به نمونه سرد شده در آب داراي ظاهري مات بود. علاوه بر شناسايي لايه هاي با استفاده از SEM-EDX، بررسي سطح دو نمونه با اسپكتروفتومتر مرئي-ماورا< بنفش تفاوت انعكاس در ناحي ماوراء بنفش و در نتيجه تفاوت تركيب در سطح دو نمونه را نيز تاييد كرد.

Tinning of copper kitchen utensils is a coating method which after several hundred years yet is performed on common traditional wipe-tinning method in some parts of Iran. The aim of this paper is to investigate the tin coating and Cu-Sn intermetallic compounds (IMCs) formed in traditional coating process. Using optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy-backscattered electron (SEM-BSE) images the cross-sections of traditional and new samples were studied. Compositional analysis of each layer was determined using scanning electron microscopy combined with energy dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDX). Results indicated presence of interfacial η and ε intermetallic compounds which are formed between Sn coating and Cu substrate. Furthermore, regarding water quenching in traditional method, stability and formation of each intermetallic compounds and consequently their effects on surface appearance of two different heat treatment samples (water-quenched and air-cooled) was investigated. In this case, cooling in air produced dull appearance compare to silver-like lustrous appearance of quenched sample. Beside SEM-EDS cross-section analysis, spectrophotometer (UV-Visible) with different reflectance in UV region demonstrated surface compositional difference in two samples.