در این رساله به بررسی، ساخت، مشخصه یابی و کاربرد آهن هیدورکربنی شده با استفاده از دستگاه پلاسمای کانونی پرداخته می شود. نتایج حاصل از آزمایشات نشان می دهند توده ی آهن خالص در دستگاه پلاسمای کانونی که تحت فشار گاز متان قرار دارد به طور مستقیم به لایه ی فولاد چندساختاری تبدیل میشود. این لایه های فولاد چندساختاری بر روی زیرلایه- های آهن و تحت 10 ، 20 ، 30 و 40 تخلیه الکتریکی، لایه نشانی شدند. ساختارهای فریت، آستنیت باقیمانده و مارتنزیت در لایه های فولاد چندساختاری شناسایی شدند. سطح این لایه های فولاد چندساختاری توسط نوع بلوکی و نوع لاملار آستینت و مارتنزیت پوشیده شده است. نتایج آزمون های انجام شده بر روی نمونه ها نشان میدهند که مقدار کمی کاربید آهن بیشکل درون فیلم ها وجود دارند. علاوه بر این، جذب شیمیایی مولکول نیتروژن بر روی سطح لایه های فولاد چندساختاری بیشتر آهن خالص است. ویژگی- های مکانیکی و خوردگی زیرلایه ی آهن خالص بعد از رشد لایه فولاد چندساختاری، بهبود پیدا کردند. اندازه گیریهای مغناطیسی نشان دادند که لایه ی فولاد چندساختاری در گروه فولادهای نگیر )غیرمغناطیسی( قرار میگیرد. زیرلایه ی آهن و لایه ی فولاد چندساختاری با استفاده از متغیرهایی همچون سختی، ضریب اصطحاک، مقاومت انتقال بار، مغناطش و درصد اتمی عناصر موجود، مشخصه یابی شدند.
