Balistik Zırh Uygulamaları İçin Al3Ti ve TiB₂ Takviyeli Fonksiyonel Derecelendirilmiş Katman İçeren Kompozitlerin Üretimi ve Karakterizayonu
Abstract views: 1
/ 
PDF downloads: 3
Keywords:
Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzemeler, Savurma Döküm, Al3Ti, TiB2Abstract
Bu çalışmada, savurma ve sedimantasyon döküm teknikleri kullanılarak tabakalı balistik malzeme
üretimi amaçlanmıştır. Matris malzemesi olarak alüminyum, takviye elemanları olarak ise Al₃Ti ve TiB₂
partikülleri tercih edilmiştir. Bu partiküller, alüminyum alaşımlarının mekanik özelliklerini artırmaları
nedeniyle seçilmiştir.
İlk aşamada, savurma döküm yöntemiyle Al₃Ti partikülleri içeren katmanlı bir yapı elde edilmiştir.
Sonrasında, Al-Ti master alaşımına 1200 °C’de bor ilavesiyle TiB₂ partikülleri sentezlenmiş ve bu
partiküller hem savurma hem de sedimantasyon tekniğiyle TiB₂ katmanına sahip balistik malzemeler
üretilmiştir.
Üretilen numunelerin karakterizasyonu kapsamında, mikro yapı incelemeleri için optik mikroskop
analizleri gerçekleştirilmiş; partikül dağılımı ve katman yapısı detaylı şekilde gözlemlenmiştir. Ayrıca,
numunelerin yoğunlukları Arşimet prensibine dayalı yöntemle belirlenmiş; sertlik özellikleri ise Brinell
testi ile değerlendirilmiştir.
Çalışma sonuçları, hem savurma hem de sedimantasyon döküm yöntemleriyle Al₃Ti ve TiB₂ takviyeli
katman içeren kompozit balistik malzemelerin üretilebildiğini göstermiştir. Özellikle TiB₂ partiküllerinin
daha küçük taneli yapısı ve yüksek sertlik değeri sayesinde, Al₃Ti’ye kıyasla daha etkili bir takviye fazı
olduğu tespit edilmiştir. Döküm teknikleri karşılaştırıldığında, savurma yöntemi partiküllerin merkezkaç
kuvvetiyle daha homojen dağılmasını sağladığı ve daha yüksek takviye oranı sunduğu için avantajlı
görünsede, sedimantasyon yöntemi üretim sürecinin basitliği, düşük ekipman ihtiyacı ve büyük hacimli
dökümlere olan uygunluğu nedeniyle endüstriyel ölçekli üretim açısından daha uygun bulunmuştur.
Sonuç olarak, TiB₂ partiküllerinin sedimantasyon tekniği ile üretilmiş katmanlara entegre edilmesi,
özellikle zırh uygulamaları için yüksek sertlik ve performans sunması nedeniyle önemli bir avantaj
sağlamaktadır. Bu bağlamda, çalışmada elde edilen bulgular, katmanlı balistik malzeme tasarımlarında hem
takviye türü hem de üretim tekniğinin optimize edilmesinin kritik öneme sahip olduğunu ortaya koymuştur.
Downloads
References
W. W. Chen, A. M. Rajendran, B. Song, and X. Nie, “Dynamic Fracture of Ceramics in Armor Applications,” Journal of the American Ceramic Society, vol. 90, no. 4, pp. 1005–1018, Apr. 2007, doi: 10.1111/J.1551-2916.2007.01515.X.
P. Qiao, M. Yang, and F. Bobaru, “Impact Mechanics and High-Energy Absorbing Materials: Review,” J Aerosp Eng, vol. 21, no. 4, pp. 235–248, Oct. 2008, doi: 10.1061/(ASCE)0893-1321(2008)21:4(235).
A. Pettersson, P. Magnusson, P. Lundberg, and M. Nygren, “Titanium–titanium diboride composites as part of a gradient armour material,” Int J Impact Eng, vol. 32, no. 1–4, pp. 387–399, Dec. 2005, doi: 10.1016/J.IJIMPENG.2005.04.003.
E. Balci, B. Sarikan, M. Übeyli, N. C.-K. Mater, and undefined 2013, “On the ballistic performance of the AA7075 based functionally graded material with boron carbide reinforcement,” kovmat.sav.skE Balci, B Sarikan, M Übeyli, N Camuşcu, RO YildirimKovove Mater, 2013•kovmat.sav.sk, vol. 51, pp. 257–262, 2013, doi: 10.4149/km.
T. S. R. C. Murthy, B. Basu, R. Balasubramaniam, A. K. Suri, C. Subramanian, and R. K. Fotedar, “Processing and Properties of TiB2 with MoSi2 Sinter‐additive: A First Report,” Wiley Online LibraryTSRC Murthy, B Basu, R Balasubramaniam, AK Suri, C Subramanian, RK FotedarJournal of the American Ceramic Society, 2006•Wiley Online Library, vol. 89, no. 1, pp. 131–138, Jan. 2006, doi: 10.1111/J.1551-2916.2005.00652.X.
W. Wang, Z. Fu, H. Wang, R. Y.-J. of the E. C. Society, and undefined 2002, “Influence of hot pressing sintering temperature and time on microstructure and mechanical properties of TiB2 ceramics,” ElsevierW Wang, Z Fu, H Wang, R YuanJournal of the European Ceramic Society, 2002•Elsevier, Accessed: May 27, 2025. [Online]. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221901004241?casa_token=jUMFgo2kST8AAAAA:eU3boveNMzd0EUV13VjxJW47rqC6d8a52HElb75ijdO-ERIEBNnAKBuzQeDumMF0aJqkW_JagQ
M. K. Ferber, P. F. Becher, and C. B. Finch, “Effect of Microstructure on the Properties of TiB2 Ceramics,” Wiley Online LibraryMK Ferber, PF Becher, CB FinchJournal of the American Ceramic Society, 1983•Wiley Online Library, vol. 66, no. 1, p. C‐2-C‐3, 1983, doi: 10.1111/J.1151-2916.1983.TB09974.X.
N. Kumar, G. Gautam, R. K. Gautam, A. Mohan, and S. Mohan, “Synthesis and Characterization of TiB2 Reinforced Aluminium Matrix Composites: A Review,” SpringerN Kumar, G Gautam, RK Gautam, A Mohan, S MohanJournal of The Institution of Engineers (India): Series D, 2016•Springer, vol. 97, no. 2, pp. 233–253, Oct. 2016, doi: 10.1007/S40033-015-0091-7.
C. Tijun, L. Jian, H. Y.-R. & Development, and undefined 2009, “Casting fabrication of in situ Al3Ti-Al composites and their wear behaviors,” CiteseerC Tijun, L Jian, H YuanResearch & Development, 2009•Citeseer, Accessed: May 27, 2025. [Online]. Available: https://citeseerx.ist.psu.edu/document?repid=rep1&type=pdf&doi=21936d51c0698d27ca230c31e2b1cb02f417eb1f
Ö. S.-I. L. and Tribology and undefined 2020, “Fabrication and characterization of TiB2-reinforced functionally graded aluminum matrix material,” emerald.comÖ SavaşIndustrial Lubrication and Tribology, 2020•emerald.com, vol. 72, no. 10, pp. 1147–1152, Nov. 2020, doi: 10.1108/ILT-12-2019-0538/.
E. T. Y. Yildiz, Ö. Savaş, M. S. Başer, and E. Kocaman, “Abrasive wear behavior of functionally graded Al3Ti reinforced aluminum matrix composite,” SpringerETY Yildiz, Ö Savaş, MS Başer, E KocamanChina Foundry, 2025•Springer, vol. 22, no. 1, Jan. 2024, doi: 10.1007/S41230-024-3147-1.
A. Makalesi Fonksiyonel Derecelendirilmiş TiB et al., “Fonksiyonel Derecelendirilmiş TiB2/Al Kompozitlerin Üretimi Üzerine Bir Çalışma,” dergipark.org.trÖ Savaş, ÖF DemirokDüzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 2020•dergipark.org.tr, vol. 8, no. 3, pp. 1829–1839, Jul. 2020, doi: 10.29130/DUBITED.648333.
Ö. S.-M. R. Express and undefined 2019, “The production and properties of Al3Ti reinforced functionally graded aluminum matrix composites produced by the centrifugal casting method,” iopscience.iop.orgÖ SavaşMaterials Research Express, 2019•iopscience.iop.org, doi: 10.1088/2053-1591/AB562C/META.
J. Hashim, L. Looney, M. H.-J. of M. Processing, and undefined 2002, “Particle distribution in cast metal matrix composites—Part I,” Elsevier, Accessed: May 27, 2025. [Online]. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0924013602000985?casa_token=GTZuROfO7D8AAAAA:DAVJbYiPcUuuc88fqERp8gRaqAtqv2G9rT1fd2CqDBLLRvGbKIPuet9y5Ds2jKXRqhN5CGuu6w
Y. Watanabe, Q. Zhou, H. Sato, T. Fujii, and T. Inamura, “Microstructures of Al-Al3Ti functionally graded materials fabricated by centrifugal solid-particle method and centrifugal in situ method,” Jpn J Appl Phys, vol. 56, no. 1, Jan. 2017, doi: 10.7567/JJAP.56.01AG01/META.
R. Gupta, G. Chaudhari, B. D.-C. P. B. Engineering, and undefined 2018, “Strengthening mechanisms in ultrasonically processed aluminium matrix composite with in-situ Al3Ti by salt addition,” ElsevierR Gupta, GP Chaudhari, BSS DanielComposites Part B: Engineering, 2018•Elsevier, Accessed: May 27, 2025. [Online]. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836817328883
S. El-Hadad, H. Sato, E. Miura-Fujiwara, Y. W.- Materials, and undefined 2010, “Fabrication of Al-Al3Ti/Ti3Al Functionally Graded Materials under a Centrifugal Force,” mdpi.comS El-Hadad, H Sato, E Miura-Fujiwara, Y WatanabeMaterials, 2010•mdpi.com, Accessed: May 27, 2025. [Online]. Available: https://www.mdpi.com/1996-1944/3/9/4639
S. Sadanandan, J. H.-I. journal of impact, and undefined 1997, “Characterisation of ceramic/steel and ceramic/aluminium armours subjected to oblique impact,” ElsevierS Sadanandan, JG HetheringtonInternational journal of impact engineering, 1997•Elsevier, Accessed: May 27, 2025. [Online]. Available: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0734743X97000195
