Zırh sistemlerinde farklı mekanik özelliklere sahip ön yüz seramikmalzemelerin balistik performansının incelenmesi
Investigation of ballistic performance of front face ceramic materials with different mechanical properties in armor systems
Yazar: MUSA TALHA İZGİ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALTUNTAŞ
Milli Savunma Üniversitesi / Alparslan Savunma Bilimleri Enstitüsü / Harp Silah ve Araçları Anabilim Dalı / Balistik ve Zırh Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Seramik kompozit zırhlar = Ceramic composite armors

Özet:
Bu çalışmada penetrasyon derinliği (DOP) metodu kullanılarak 10'ar mm kalınlıklarda 
Al2O3, SiC ve B4C seramik plakaları ile 5'er mm kalınlığa sahip Al2O3 ve SiC plakaların
birleştirilmesinden oluşan SiC+Al2O3 numunesinin balistik performansı incelenmiştir. 
Balistik testler STANAG 4569 AEP55 Volume-1 Seviye-4'e uygun olarak 14.5 mm zırh 
delici mermi ile icra edilmiştir. Destek plakası olarak 6061-T6 alüminyum alaşım
kullanılmıştır.
Balistik testler neticesinde en düşük penetrasyon derinliği Al2O3 seramik plakaya 
yapılan atışta elde edilmiştir. Penetrasyon derinliği sıralaması SiC, SiC+Al2O3 ve B4C
olarak devam etmektedir. Öte yandan zırhlı muharebe araçlarının hareket kabiliyeti 
muharebe ortamında hayati öneme sahiptir. Balistik koruma artırılırken hareket 
kabiliyetinin korunması veya düşüşün asgari seviyede tutulması gerekmektedir. Bu 
kapsamda, zırh sistemlerinin istenilen balistik performansı daha düşük alansal 
yoğunlukta sağlaması arzu edilmektedir. Bu doğrultuda zırh uygulamalarında 
kullanılan numunelerin daha yüksek balistik verimlilik değerine sahip olması talep 
edilmektedir. Bu çalışmada, SiC, Al2O3, SiC+Al2O3 ve B4C plakalarının balistik 
verimlilik değerleri sırasıyla 6,76 5,80 5,58 ve 3,89 olarak tespit edilmiştir.
Test sonuçları literatürde yer alan çalışmalarla karşılaştırılmıştır. SiC ve Al2O3
numuneleri için elde edilen balistik verim değerlerinin literatür verisiyle uyumlu olduğu
görülmüştür. Fakat B4C numunesine ait balistik verim değeri literatür verisinin altında 
kalmıştır. B4C plakanın üretim parametrelerindeki değişkenlerin sonuç üzerinde 
olumsuz etkisi olduğu değerlendirilmektedir.
SiC+Al2O3 numunesinin Al2O3'e yakın ama biraz daha aşağısında balistik verim 
değerine sahip olduğu gözlemlenmiştir. Fakat, test edilen SiC ve Al2O3 numunelerinin 
birbirine yakın balistik verim değerlerine sahip olması nedeniyle SiC+Al2O3 balistik
verim değerinin tespit edilmesinde atış sayısının yetersiz kalabileceği
değerlendirilmektedir.

Anahtar Kelimeler: Seramik Zırh, Katmanlı Zırh, Balistik Verim, Penetrasyon

Abstract:
In this study, the ballistic performance of 10 mm thick Al2O3, SiC and B4C ceramic 
plates and SiC+Al2O3 sample, which is composed of 5 mm thick Al2O3 and SiC plates 
was investigated using the depth of penetratiıon method (DOP). Ballistic tests were 
carried out with 14.5 mm armor-piercing bullet in accordance with STANAG 4569 
AEP55 Volume-1 Level-4. 6061-T6 aluminum alloys were used as backing plate.
As a result of ballistic tests, the lowest penetration depth was obtained in the shot 
made on the Al2O3 ceramic plate. The order of penetration depth continues as SiC, 
SiC+Al2O3 and B4C. On the other hand, the mobility of armored combat vehicles is 
vital in the combat environment. While increasing ballistic protection, mobility should
be maintained or the drop should be kept to a minimum. Thus, it is desired that armor 
systems provide the desired ballistic performance at a lower areal density. Accordingly, 
it is requested that the samples used in armor applications have higher ballistic 
efficiency values. In this study, the ballistic efficiency values of SiC, Al2O3, SiC+Al2O3 
and B4C plates were determined as 6.76 5.80 5.58 and 3.89, respectively.
The test results were compared with the studies in the literature. The ballistic 
efficiency values obtained for SiC and Al2O3 samples were found to be compatible 
with the literature data. However, the ballistic efficiency value of the B4C sample 
remained below the literature data. It is evaluated that the production method of the 
B4C plate has a negative impact on the result.
It has been observed that the SiC+Al2O3 sample has an ballistic efficiency value close 
to but slightly lower than Al2O3. However, since the tested SiC and Al2O3 samples 
have ballistic efficiency values close to each other, it is considered that the number of 
shots may be insufficient in determining the ballistic efficiency value of SiC+Al2O3.

Key Words: Ceramic Armor, Layered Armor, Ballistic Efficiency, Depth of Penetration