Karbon fiber kompozitlerin vakum infüzyon yöntemi ile üretimi ve balistik özelliklerinin değerlendirilmesi
Production of carbon fiber composites by vacuum infusion method and assessment of ballistic properties
Yazar: BURAK ESENKAYA
Danışman: PROF. DR. RAMAZAN ÇITAK
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies

Özet:
Kevlar ve karbon fiber kompozit malzemeler düşük yoğunluk ve yüksek mukavemet gibi üstün özelliklere sahip malzemelerdir. Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemeler ise zorlu çalışma ortamlarında, özelliklerini kaybetmeden ve bozulmadan çalışabilen gelişmiş mühendislik malzemelerdir. Bu çalışmada; kevlar, karbon fiber ve kevlar/karbon fiber esaslı polimer matrisli hibrit kompozitlerin vakum infüzyon yöntemi ile üretimi gerçekleştirilmiştir. Bu kompozitlerin çekme, eğme, basma ve hızlı darbe dayanımları incelenmiştir. Ayrıca Alx231/Alx231+%50B4C, Alx231/Alx231+%50SiC ve Alx231/Alx231+%50Al2O3 kompozitler toz metalurjisi yöntemi ile üretilmiştir. Bu kompozitlerin yoğunluk, sertlik ve çapraz kırılma dayanım özellikleri incelenmiştir. Kompozitlerin mikroyapıları ve kırık yüzeyleri optik ve taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Polimer matrisli kompozit malzemelerde en yüksek delme dayanımının kevlar (ön) – karbon fiber (arka) kompozit malzemede olduğu gözlemlenmiştir. En iyi sonucu veren bu polimer matrisli kompozit malzeme, metal matrisli kompozit malzemeler ile yapıştırılarak bir araya getirilmiş ve balistik özellikleri araştırılmıştır. Yapıştırılarak bir araya getirilen polimer matrisli kompozit ve metal matrisli kompozit malzeme, 7.62x51mm mermilerle yapılan testlerde başarılı bir balistik özellik göstermiştir.

Abstract:
Kevlar and carbon fiber composite materials have superior properties such as low density and high strength. Functionally graded materials are advanced engineering materials that can operate in harsh working environments without losing their properties and degradation. In this study; kevlar, carbon fiber and kevlar/carbon fiber based polymer matrix hybrid composites were produced by vacuum infusion method. Tensile, bending, compression and fast impact strength of these composites were investigated. In addition, Alx231/Alx231+%50B4C, Alx231/Alx231+%50SiC and Alx231/Alx231+%50Al2O3 composites were produced by powder metallurgy method. The density, hardness and cross fracture strength properties of these composites were investigated. The microstructures and fracture surfaces of the composites were examined by optical and scanning electron microscopy. It has been observed that the highest drilling strength in polymer matrix composite materials is in kevlar (front) - carbon fiber (back) composite material. This polymer matrix composite material, which gives the best results, was bonded with metal matrix composite materials and their ballistic properties were investigated. The polymer matrix composite and the metal matrix composite material, which were bonded together, showed successful ballistic properties in the tests carried out with 7.62x51mm projectiles.