IV seviye balistik vücut zırh plakalarının yapışma performansının optimizasyonu
Optimization of adhesion performance of level IV ballistic body armor plates
Yazar: YUNUS AYDIN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YELDA AKÇİN ERGÜN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Hasar testi = Demage test ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Polietilen kompozitleri = Polyethylene composites ; Seramik kompozit zırhlar = Ceramic composite armors ; Seramik kompozitler = Ceramic composites ; Termoplastik malzemeler = Thermoplastic materials

Özet:
Zırh delici (M2 AP) mermilere karşı koruma sağlayan IV seviye balistik vücut zırh plakası personel güvenliği ve kullanım konforu açısından 6 katmandan oluşmaktadır. Bu katmanlar; dış kılıf, yumuşak yüzey, laminasyon yüzeyi, seramik kısım, yapıştırma yüzeyi ve polietilen kısımdır. Tüm bu katmanların birleşimi ile oluşan çok açılı (multicurve) ve tek parça (monolitik) IV seviye zırh plakaların balistik performansının en üst seviyede olabilmesi için katmanlar arasında boşluğun olmaması gerekmektedir. Dolayısıyla üretim sırasında kullanılan yapıştırıcı malzeme ve üretim yöntemi çok büyük bir önem taşımaktadır. 
Bu araştırmada, IV seviye balistik vücut zırh plakası muhteviyatında yer alan seramik ve polietilen esaslı malzemeler 3 farklı seramik plaka (alümina, silisyum karbür, bor karbür), 3 farklı üretim yöntemi (işkence, hidrolik pres, otoklav) ve 3 farklı yapıştırıcı cinsi (soğuk kaynak, epoksi, termoplastik) kullanılarak çok açılı (multicurve) ve tek parça (monolitik) olacak şekilde birleştirilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen nihai ürünler NIJ-0101.06 standardına göre balistik testlere tabi tutulmuş olup, en uygun yapıştırıcı cinsi ve üretim yönteminin belirlenmesi amaçlanmıştır. 
Zırh delici merminin çekirdeğini kırarak enerjisini absorbe etmek maksadıyla kullanılan seramik esaslı plaka olarak alümina (Al2O3), silisyum karbür (SiC) ve bor karbür (B4C) kullanılmış olup, merminin ilerleyişini durdurma görevini üstlenen destek / tutucu plakası olarak polietilen kumaş kullanılmıştır. 
Yapılan çalışma ile toplam 43 adet IV seviye balistik vücut zırh plakası üretilmiş olup, balistik atış testleri neticesinde balistik performans açısından değerlendirme yapıldığında, üç farklı yapıştırıcı cinsi ve üretim yöntemi içerisinde en uygun yapıştırıcı cinsinin termoplastik yapıştırıcı, üretim yönteminin ise otoklav tezgâhı tabanlı üretim yöntemi olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
The level IV ballistic body armor plate, providing protection against armor-piercing (M2 AP) rounds, consists of six layers for personnel safety and comfort. These layers include: the outer casing, soft surface, lamination surface, ceramic section, adhesive surface, and polyethylene section. The combination of these layers forms a multi-curved (multicurve) and monolithic (single-piece) level IV armor plate. For optimal ballistic performance, there should be no gaps between the layers. Therefore, the adhesive material and manufacturing method used during production play a critical role.
In this study, ceramic and polyethylene-based materials used in the level IV ballistic body armor plate were combined into multi-curved (multicurve) and monolithic forms using three different types of ceramic plates (alumina, silicon carbide, boron carbide), three different manufacturing methods (pressing, hydraulic press, autoclave), and three different types of adhesives (cold bonding, epoxy, thermoplastic). The final products produced were subjected to ballistic testing according to the NIJ-0101.06 standard, with the aim of determining the most suitable adhesive type and manufacturing method.
Alumina (Al2O3), silicon carbide (SiC), and boron carbide (B4C) were used as the ceramic plates, which are responsible for breaking the projectile's core and absorbing its energy, while polyethylene fabric was used as the support/holding plate, responsible for stopping the projectile's forward motion. 
A total of 43 level IV ballistic body armor plates were produced in this study. Based on the ballistic testing results, it was determined that the most suitable adhesive type among the three adhesives and manufacturing methods tested was thermoplastic adhesive, and the most suitable production method was the autoclave-based production method.