Tabakalı kompozit levhaların balistik performanslarının incelenmesi

Kompozit malzemeler birçok avantajlı özeliklerinden dolayı savunma, otomotiv, uzay, vb. birçok mühendislik uygulamalarında kullanılmaktadır. Kompozit malzemelerin üretiminde farklı kumaş tipleri kullanılarak hibrit kompozit elde edilmesi ve bunlarında uygulama alanlarında kullanılması yaygındır. Geleneksel malzemelere alternatif olarak ortaya çıkan kompozit ve hibrit kompozit malzemelerin yetersiz olduğu alanlarda ise, daha iyi mekanik özelikler ve daha iyi performans göstermesi açısından nanokompozitler kullanılmaktadır. Nanokompozit üretimi için kil, bor bileşenleri, grafen vb. nanopartikül olarak kullanılmaktadırlar. Kompozitlerin balistik alanda kullanımı ve bu alandaki çalışmaların sonuçları önemli bir alan oluşturmaktadır. Bu alan özellikle güvenlik, askeri alandaki teçhizat, koruyucu giysiler, zırhlar olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu çalışma; tabakalı kompozitlerin balistik alanda kullanımına dair deneysel çalışmaları içermektedir. Çalışmada Para-Aramid (%100 Kevlar) kumaş kullanılarak üretilen tabakalı kompozit levhalar üç aşamada incelenmiştir. Birinci aşamada, 11 tabakalı Kevlar/Epoksi kompozit levha ve farklı katmanlarda cam fiber takviyeli kumaşlar kullanılarak hibrit kompozit levhalar üretilmiştir. Bu hibrit levhalar 3Kevlar/1Cam/3Kevlar/1Cam/3Kevlar ve 4Kevlar/3Cam/4Kevlar dizilimlerinde elde edilmiştir. İkinci aşamada Kevlar/Epoksi'den oluşan 20 tabakalı kompozit levha üretilmiştir. Üçüncü aşamada ise 30 tabakalı Kevlar/Epoksi kompozit levhalar katkısız ve nanokatkılı olarak üretilmiştir. Nanokatkı malzemesi olarak bor karbür kullanılmıştır. Ağırlıkça %0,5, %0,25, %0,125 oranlarında bor karbür kullanılarak, nanokatkılı kompozit levhalar üretilmiştir. Her üç aşamada üretilen tabakalı kompozit levhalar NIJ 0101.04 standartlarına göre balistik teste tabi tutulmuşlardır. Yapılan test sonuçlarında 11 tabakalı Kevlar/Epoksi ve hibrit kompozit levhalar zırh tipi IIIA ve II seviyesinde delinmişlerdir. Sadece Kevlar/Epoksi levhada zırh tipi IIA seviyesinde delinme gerçekleşmemiştir. 20 tabakalı Kevlar/Epoksi kompozit levha zırh tipi IIIA seviyesinde yapılan test sonucu delinmeye uğramıştır. 30 tabakalı Kevlar/Epoksi ve bor karbür katkılı Kevlar/epoksi levhalar zırh tipi IIIA seviyesinde yapılan test sonucunda delinmemişlerdir. Bu levhalardan elde edilen penetrasyon derinlikleri, standart değeri olan 44 mm'nin altında gerçekleştiği için sonuçlar başarılı olmuştur.