Balistik etkisine karşı AA5083
Al2O3 fonksiyonel derecelendirilmiş kompozit malzemeden ve AA5083 köpükten oluşan zırh malzemesinin üretilmesi ve geliştirilmesi / Production and development of armor materials from AA5083 / Al2O3 functional graded composite material and AA5083 foam against ballistic effects
Yazar: HANDE ARDIÇOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HANİFİ ÇİNİCİ ; DR. HALİL KARAKOÇ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Bu çalışmada, balistik etkilere karşı koruyucu zırh malzemesi olarak kullanılabilecek metalik köpük ve altı kademeli fonksiyonel olarak derecelendirilmiş kompozit yapıdan oluşan fonksiyonel derecelendirilmiş köpük malzeme üretilmiştir. Bu kapsamda, bir yüzeyi %100 alüminyum köpük, diğer yüzeyi ise fonksiyonel olarak derecelendirilmiş ve oranları  %10,20,30,40,50,60 olarak değişen Al2O3 içerikli kademeli kompozit yapıya sahip fonksiyonel derecelendirilmiş köpük malzemeler üretilmiştir. Deneysel çalışmalarda, 60x60x24 mm, 60x60x36 mm ve 60x60x48 mm boyutlarında numuneler hazırlanmıştır. Bu amaçla, AA5083, Al2O3 ve TiH2 tozları hassas terazide tartılmış ve tartılan tozlar yüksek enerjili ve üç boyutlu karıştırıcıda karıştırılmıştır. Karıştırılan tozlar 500 0C sıcaklık ve 300 MPa basınç altında sıkıştırılarak blok numuneler elde edilmiştir. Üretilen fonksiyonel derecelendirilmiş köpük malzemelerin kademeler ve kademeler arasındaki ara yüzeyin makro sertlik ölçümleri, SEM ve XRD analizleri yapılmıştır. Farklı kademe kalınlıklarında üretilen kompozit malzemelerin sertlik, MIL-DTL 46027 standardına göre balistik performansları ve düşük hızda darbe dayanımları incelenmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda makro sertlikte en yüksek değer 167 HB ile kademe kalınlığı 2 mm olan numunede elde edilmiştir. Kademe kalınlığı 4 ve 6 mm olan numunelerde 300 Joule darbe enerjisinde delinme meydana gelmemiştir. Balistik testlerde standartta yer alan V50 hız limitlerinin üzerinde değerler elde edilmiştir

Abstract:
In this study, a functional graded foam material consisting of metallic foam and a six-stage functionally graded composite structure, which can be used as a protective armor against ballistic effects, was produced. In this context, one surface is 100% aluminum foam, the other surface have changing ratios of 10, 20, 30, 40, 50, 60% functional graded foam materials with graded composite structure containing Al2O3 were produced. The dimensions of the foam materials in 3 different groups are 60x60x24 mm, 60x60x36 mm, 60x60x48 mm respectively. The AA5083, Al2O3 and TiH2 powders are weighed on a precision scale and the weighed powders are mixed in a high-energy and three-dimensional mixer. Mixed powders were compressed under temperature 500 0 C and 300 MPa pressure to obtain block samples. Macro hardness measurements, SEM and XRD analysis of the interface between the stages and stages of the functional graded foam materials were performed. The hardness, ballistic performance according to MIL-DTL 46027 standard and impact strength of composite materials of different stage thicknesses were analyzed. 
As a result of the studies, the highest value of macro hardness was obtained with 167 HB and the sample with step thickness 2 mm. In samples with step thicknesses of 4 and 6 mm, no puncture of 300 joule impact energy occurred. In ballistic tests, values above the V50 speed limits in the standard were obtained.