Karbon, demir ve manganoksit katkılı polimer kompozitlerin radar soğurma kabiliyetinin araştırılması
Investigation of the radar absorption capability of carbon, iron and manganoxide doped polymer composites
Yazar: İPEK ALIŞKIN
Danışman: DOÇ. DR. ERSİN BAHÇECİ
İskenderun Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Radar gözlemine karşı kamufle uygulaması için askeri alanda kullanılmak üzere üretilen hafif, ince ve elektromanyetik dalga soğurma etkinliği yüksek olan Radar Absorpsiyon Malzemelerine (RAM) son zamanlarda ilgi artmaktadır. Bu malzemelerin aynı zamanda kaplama olarak kullanılmaları çok yaygın olmaktadır. Hava araçları, yer savaş araçları gibi gizlenme özelliği istenen araçlarda bu tür malzemelerin geliştirilmesinde yeni teknolojiler ve yeni malzemelerin bir araya getirilmesi gerekmekte.

Yapılan çalışmada poliüretan boya ve farklı takviye (demir, manganoksit ve karbon) elemanlarının kombine edilmesiyle elde edilen kompozit kaplamaların, Radar dalgası soğurma özelliğinin incelenmesi amaçlanmıştır. Hali hazırda konu ile ilgili birçok çalışma yapılmıştır ancak bu çalışmada ise kullanılan yöntem ile uygulanabilirliğin kolay olması ve aynı zamanda, hafif ve ince kompozit kaplamanın üretilmesi üzerinde durulmuştur. Deneysel numuneler, poliüretan boyaya eklenen, farklı oranlardaki mikron altı boyuttaki tozların homojen karıştırılması sonucu, sprey kaplama yöntemi kullanılarak, metal (Alüminyum) altlık yüzeyinin kaplanması ile elde edilmiştir. Kat kat kaplama(boya) uygulaması ile farklı geçirgenlik değerleri aranmıştır. Poliüretan boyanın termal analizi HITACHI/ NEXT STA300 marka, TGA/DSC ile ölçülmüştür. Numunelerin X bandı (3-18 GHz) elektromanyetik özellikleri, KEYSIGHT marka Agilent 2-Port PNA-L Network Analizörü ile ölçülmüştür. SEM analizi sonucunda, Fe tozlarının morfolojisinin ligoman türü iğnemsi yapıda ve keskin uçlu, C tozlarının ise grift şeklinde keskin köşeli, MnO2' in morfolojisinin küresel formda olup olduğu gözlemlendi. Network analizi sonucu, tek kat boya uygulamasında C için yapılan analizde en yüksek absorpsiyon değerleri belirli frekans bantlarında 1C10 numunesi kullanılarak elde edilmiştir. Düşük absorpsiyon değerlerine sahip numunelerde ise boya istenilen yapışma şartını sağladığından dolayı radom boyası olarak kullanılabileceği öngörülmüştür.

Abstract:
Recently, there has been an increasing interest in Radar Absorption Materials (RAM), which are light, thin and have high electromagnetic wave absorption efficiency, which are produced for use in the military field for camouflage application against radar observation. It is very common for these materials to be used as coatings at the same time. New technologies and new materials need to be brought together in the development of such materials for vehicles that require concealment, such as aircraft and ground combat vehicles. In this study, it was aimed to examine the radar wave absorption properties of composite coatings obtained by combining polyurethane paint and different reinforcement (iron, manganese oxide and carbon) elements. Many studies have already been carried out on the subject, but in this study, it is emphasized that the method used is easy to apply and at the same time, the production of light and thin composite coating. Experimental samples were obtained by coating the metal (Aluminum) substrate surface by using the spray coating method as a result of homogeneously mixing submicron powders in different proportions added to the polyurethane paint. Different permeability values were sought with layer by layer coating (paint) application. Thermal analysis of polyurethane paint was measured with TGA/DSC, brand HITACHI/NEXT STA300. The X band (3-18 GHz) electromagnetic properties of the samples were measured with KEYSIGHT brand Agilent 2-Port PNA-L Network Analyzer. As a result of SEM analysis, it was observed that the morphology of Fe powders was in the form of ligamentous needle-like and sharp-edged, while the morphology of MnO2 was spherical, while C powders were in the form of intricate sharp edges. As a result of the Network analyzer, the highest absorption values in the analysis for C in one coat paint application were obtained by using the 1C10 sample in certain frequency bands. It is predicted that it can be used as a radome paint in samples with low absorption values, since the paint provides the desired adhesion condition.