Seramik – Seramik Kompozit Zırhlar ve Uygulama Alanları

Gelişen savunma teknoloji ve uygulamalarına yönelik olarak gerek araçların gerekse personel korumalarının performans ve hareket kabiliyetinden ödün vermeksizin balistik koruma seviyelerini arttırmak amaçlı yapılan çalışmalar giderek artmaktadır. Tahrip gücü artan mermilere karşı yeni balistik zırh sistemleri geliştirilmektedir. Askeri personelin taşıdığı koruyucu yelek, başlık gibi ekipmanlarda, havacılık ve zırhlı araç uygulamalarında kullanılmak üzere hafif ve mukavemeti yüksek malzemeler üretmek amacıyla çalışmalar yapılmaktadır.

Zırh seramikleri yekpare (monolitik) ve kompozit seramikler olmak üzere iki ana grupta sınıflandırılabilir.

Seramik zırh üretiminde yüksek balistik performans eldesi için çok yüksek saflığa sahip seramik tozlar kullanılmaktadır. Ayrıca düşük poroziteye sahip seramikler daha iyi balistik performans göstermektedirler.

Mühimmatın zırha penetrasyonunu üç aşamada özetleyebiliriz. Bunlar;

1. Seramik zırhın parçalanması
2. Mühimmatın çatlamış seramikte yol alması
3. Destek plakasının deformasyonu

Penetrasyon sırasında seramikte oluşan kırılma konisinin büyümesi, plastik deformasyon ile birlikte merminin erozyona (aşındırılması) ve deformasyona uğramasına neden olmaktadır. Böylelikle mühimmatın kinetik enerjisinde düşüş görülmektedir.

Mühimmat, seramik ön yüzeyine çarptığında, yüksek kinetik enerjisi nedeniyle seramik yüzey parçalanmaktadır. Bu hasarlar; çekme hasarı, radyal çatlaklar, pulverizasyon ve shear plug olarak meydana gelmektedir.

Yukarıdaki X-Ray görüntüsünde farklı mühimmatların B₄C (Bor Karbür) zırh plakası üzerindeki etkileri görülmektedir. 7.62 mm. Type IV APM2 mühimmatı 25 mikro saniyede zırha tamamen penetre olamamışken, 7.62 mm. M993 mühimmatı seramik zırhtan çıkmaya başlamıştır. Buradan anlaşılmaktadır ki farklı türde mühimmatlar zırh üzerinde farklı etkilere sahiptir.

Zırh uygulamalarında, B₄C ‘nin yoğunluğunun Al₂O₃‘e göre daha düşük olması, zırh ağırlığında tahmini olarak %30 olarak kazanç sağlar. Kullanılacak seramik malzeme türü müşteri isterleri doğrultusunda belirlenir.

Etkin zırh sistemlerinde, düşük yoğunluk, yüksek tokluk, basma mukavemeti, sertlik ve yüksek elastisite modülleri nedeniyle seramik malzemeler tercih edilmektedir. 

Ancak seramikler metallere oranla daha kırılgan özellik gösterirler. Bu nedenle çoklu çarpmalara (multi-heat) karşı performansları metallere göre çok düşüktür.

Bunun yanında metal zırhların sertliği seramiklere oranla daha düşüktür ve oldukça ağırdırlar. Bu nedenle metal zırhların kullanımı personel ve araçlarda hareket kabiliyetini olumsuz yönde etkilemektedir.

Yukarıdaki görselde vücut zırhı üretiminde kullanılan malzemeler gösterilmiştir. Yumuşak zırh ve sert zırh plakasında kullanılan malzemeler balistik performansın belirlenmesinde büyük öneme sahiptir.

Seramik malzeme, enerji soğurma yeteneğine sahip örneğin Dyneema® ve Kevlar® gibi sünek özelliğe sahip fiber takviyeli kompozit destek plakasıyla (back-up layer) birleştirilmesi halinde zırh sisteminin balistik koruma etkinliği çok daha yüksek olmaktadır.

Zırh Uygulamaları

Kaynak: Nurol Teknoloji A.Ş