Seramik kaplama katmanlı kompozitlerin balistik dayanımının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada, AA 7075 alaşımının yüzeyi Atmosferik Plazma (APS) yöntemi kullanılarak krom oksit Cr2O3 alüminyum oksit Al2O3 zirkonyum oksit ZrO2 ve Al2O3+Cr2O3 tozları ile kaplanmıştır. Kaplama işlemi sonrasında numunelere standartlar dahilinde balistik deneyler uygulanarak, malzeme yüzeyindeki deformasyonlar incelenmiştir. Hem kaplama işleminden sonra hem de deneyler sonucunda numunelere geleneksel karakterizasyon işlemleri (sertlik, SEM kesit yüzey incelemesi, EDS analizi) uygulanmıştır. APS yöntemi kullanılarak AA7075 alaşımının yüzeyi Cr2O3, Al2O3, ZrO2 ve Al2O3+Cr2O3 tozları ile başarılı bir şekilde kaplanmıştır. Kaplama tabakası kalınlığı 200-400 μm olarak ölçülmüştür. Atışlar 25 m uzaklıktan 300 m/sn hızındaki kurşun ile gerçekleştirmiştir. Gerçekleştirilen deneyler sonrasında en yüksek balistik zırh dayanımına sahip kaplamalar sırasıyla, Al2O3, ZrO2, Cr2O3, Al2O3+Cr2O3 olarak belirlenmiştir. Kaplama sertliğinin zırhlamada önemli parametre olduğu görülürken, sertliğin düşmesi ile zırh malzemesi olarak kullanılan malzemelerin alt yüzeyde daha iyi tutunarak dökülmediği görülmüştür.

In this research, chromium oxide Cr2O3, aluminum oxide Al2O3, zirconium oxide ZrO2 and Al2O3+Cr2O3 powders were deposited on the surface of AA 7075 alloy using Atmospheric Plasma Spraying (APS) method. Following the deposition process, the coated samples were subjected to ballistic tests within the frame of related standards to examine the resulting deformations on sample surfaces. Conventional characterization methods (hardness measurement, SEM cross-sectional analysis, EDS analysis) were applied before and after the ballistic tests. As a result, Cr2O3, Al2O3, ZrO2 ve Al2O3+Cr2O3 powders were successfully deposited on AA7075 surface with APS method. The coating layer thickness was measured as 200-400 μm. Ballistic shots were performed from 25 m distance with 300m/s bullet speed. Following the tests, the ballistic shielding strength of the coatings were determined as Al2O3, ZrO2 Al2O3+Cr2O3, Cr2O3 in the descending order. Coating hardness was found to be an effective parameter for shielding, while shielding materials displayed better adhesion to the lower surface with decreasing hardness values, thus displaying lower levels of disintegration.