a metallurgical re-evaluation of dhū al-qarnayn's barrier: from the alloy hypothesis to an fe-cu composite model

The construction of the barrier by dhū al-qarnayn, as depicted in surah al-kahf (q. 18:96), involves a unique combination of iron and copper. traditionally, this process has been interpreted as the formation of a homogenous metallurgical alloy. however, from the perspective of materials science, this alloy hypothesis faces severe technical challenges, including the extreme melting point of iron and the inherent immiscibility of the iron-copper (fe-cu) system. this study employs a multidisciplinary methodology, combining qur'anic analysis with historical metallurgical data from the achaemenid era (6th century bce) as a representative technological baseline. we argue that the barrier was not a product of anachronistic alloying but rather a masterpiece of composite engineering. by introducing a composite model based on interfacial thermal bonding and capillary infiltration, we demonstrate how ancient engineers could achieve structural unification (radm) and corrosion resistance without violating the physical laws of thermodynamics. our findings suggest that the use of copper as a low-temperature intermediary binder provided a feasible solution for creating an impenetrable, monolithic barrier within the technological constraints of antiquity.

ارزیابی متالورژیکی سد ذوالقرنین: از فرضیه آلیاژ تا مدل کامپوزیت آهن-مس

ساخت سد توسط ذوالقرنین، آن‌گونه که در سوره کهف (آیه 96) توصیف شده است، شامل ترکیب منحصربه‌فردی از آهن و مس است. به‌طور سنتی، این فرآیند به عنوان ایجاد یک «آلیاژ متالورژیکی همگن» تفسیر شده است. با این حال، از منظر علم مواد، این «فرضیه آلیاژسازی» با چالش‌های فنی شدیدی روبروست؛ از جمله نقطه ذوب بسیار بالای آهن و پدیده ناهم‌امتزاجی ذاتی در سیستم آهن-مس (fe-cu). این پژوهش با بهره‌گیری از روش‌شناسی چندرشته‌ای، تحلیل‌های قرآنی را با داده‌های تاریخی متالورژی در عصر هخامنشی (قرن ششم پیش از میلاد به عنوان یک مبنا برای فناوری) ترکیب می‌کند. استدلال ما بر این است که این سد نه محصول یک آلیاژسازی نابهنگام (آناکرونیستی)، بلکه شاهکاری از مهندسی کامپوزیت (چندسازه) بوده است. با معرفی یک «مدل کامپوزیت» مبتنی بر «اتصال حرارتی میان‌سطحی» و «نفوذ موئینگی»، نشان می‌دهیم که مهندسان باستان چگونه توانسته‌اند بدون نقض قوانین فیزیکی ترمودینامیک، به یکپارچگی ساختاری (ردم) و مقاومت در برابر خوردگی دست یابند. یافته‌های ما نشان می‌دهد که استفاده از مس به عنوان یک پیونددهنده واسط با دمای پایین، راهکاری عملی برای ایجاد یک سد نفوذناپذیر و یکپارچه در چارچوب محدودیت‌های تکنولوژیک دوران باستان فراهم کرده است.