SiC esaslı B4C takviyeli seramiklerin mekanik, fiziksel ve balistik özelliklerinin incelenmesi

Bu çalışmada, silisyum karbür (SiC) esaslı bor karbür (B4C) katkılı kompozit seramiklerin üretimi ve kimyasal kompozisyon etkisinin seramiklerde meydana getirdiği fiziksel, mekanik ve balistik özellikleri incelenmiştir. SiC, yüksek sertlik, aşınma direnci ve termal stabilite gibi özelliklere sahip bir malzemedir. B4C ise sahip olduğu mükemmel sertlik ve düşük yoğunluk özelliğiyle bilinmektedir. Bu iki malzemeden elde edilen bileşim ile üstün mekanik ve fiziksel özelliklere sahip kompozit seramiklerin eldesi mümkün olmaktadır. Çalışma kapsamında kütlece %0-40 oranlarında B4C katkısı ile hazırlanacak olan SiC-B4C kompozit tozu farklı bağlayıcılar kullanılarak sulu yöntem ile hazırlanmıştır. Uygun nem ve tane boyut aralığına getirilen olan toz, 110 MPa/cm2 teorik basınç kullanılarak soğuk pres yöntemi ile şekillendirilmiştir. Şekillendirme işlemi yapılan malzemeler, bünyesindeki bağlayıcıların uçurulmasını ve sinterlenmesini içeren ısıl proseslere tabii tutulmuşlardır. Üretilen seramikler numuneler üzerinde, su emme, pişme küçülmesi, bulk yoğunluk, relatif yoğunluk, sertlik, üç nokta eğme mukavemeti, kırılma tokluğu gibi fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelemeleri yapılarak bu incelemelere ait değerler tespit edilmiştir. Mikro yapı analizleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve optik mikroskop (OM) ile yapılmış ve ayrıca sinterleme sonrası oluşan fazların karakterizasyonu X- Işınları Difraksiyonu (XRD) ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan mekanik ve kimyasal testlerin yanı sıra üretilen seramiklerin balistik uygulamalardaki performansları da değerlendirilmiştir. Gerçekleştirilen balistik testler, yüksek hızda çarpan mühimmatlara karşı malzemenin dayanımını belirlemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Bu testler sonucunda, B4C takviyesi ile SiC esaslı seramiklerin balistik dayanımını önemli ölçüde artırdığı gözlenmiştir. Sonuçlar, B4C ilavesi ile SiC esaslı seramiklerin, sertlik, kırılma tokluğu ve balistik dayanım gibi özelliklerini iyileştirdiğini göstermiştir. Bu tip kompozit seramik malzemeler, özellikle zırh uygulamaları gibi yüksek performans gerektiren alanlarda büyük bir potansiyel barındırmaktadır. Bu çalışma yüksek sertlik, yüksek aşınma direnci ve balistik karakteristiklere sahip zırh seramiklerinin üretimini, mekanik, fiziksel ve balistik testlerinin gerçekleştirilmesini ve sonuçların tartışılmasını kapsar. Çalışma sonucunda SiC ve B4C kompozit malzemelerinin geliştirilmesi ve optimizasyonu için veriler sunulmakta ve endüstriyel uygulamalarda geliştirme amaçlanmaktadır.