TARIFNAME FONKSIYONEL DERECELI ÇOK FAZLI YENI NESIL HIBRIT BALISTIK ZIRH Bulusun Ilgili Oldugu Teknik Alan Bulus, fonksiyonel olarak dercelendirilmis hibrit kompozit zirh malzemesi, anti balistik malzemeler ve bunlarin üretim yöntemi ile ilgilidir. Bulusta özellikle savunma sanayisi için grafen ve bor karbür (B4C) kullanarak sinterleme aninda anlik titanyum borür (TIB) ve titanyum karbür (TIC) arafazlarinin olusturulmasiyla bes faza ayni anda sahip (titanyum, grafen, bor karbür, titanyum borür ve titanyum karbür) ve fonksiyonel olarak dercelendirilmis hibrit kompozit zirh malzemesi ve anti balistik malzemelerin üretimi açiklanmaktadir. Teknigin Bilinen Durumu Önceki teknikte anti balistik zirh malzemeleri ve savunma sanayi ile ilgili yapilan çalismalarda seramik, metal ya da polimer malzemeler kullanilmaktadir. Ayrica teknigin bilinen durumunda yapilan çalismalarda titanyum metal matrise farkli seramik malzemeler (TIB, ZrBz, TIC, SIC) takviyelenerek savunma sanayi amaçli üretimi çalisilmistir. Günümüzde zirh malzemelerinin üretimi monoblok zirh, çok bloklu zirh, aralikli çok bloklu zirh ve egimli aralikli çok bloklu zirh olarak dört farkli sekilde gerçeklestirilmektedir. Monoblok zirh, malzemenin tek parça halinde çikarilmasi ile zirh malzemesi üretilmesi yöntemidir. Fakat bu üretim yöntemi olasi hareket aninda zirh bütünlügünü bozulmasina ve zirh çatlamasina sebep olmaktadir. Çok bloklu zirhlarda çesitlilik üretimde yapilan ufak degisikliklerle saglanmaktadir. Bu zirhlarin üretiminde degisiklik olsa dahi çok bloklu zirhlar ardi ardina kaynaklanan zirh bloklarindan olusan kalin bir tabaka içermektedir. Çok bloklu zirhlar birçok katmandan olustugu için mühimmatin hasar verme oranini her katmanda düsürmektedir. Fakat bu üretim yöntemi de zirh malzemelerinin agirliginin artmasina sebep olmaktadir. Ayrica, mevcut zirh malzemelerinin yapisi, metal ve polimer malzemelerinin birbirine katmanli olarak yapistirilmasi ile olusturulmaktadir. Fakat bu gibi malzemelerde ara yüzey baglanma problemleri olusmaktadir. Önceki teknikte mevcut balistik zirh malzemelerinde monoblok yapilar bir yapistirici vasitasiyla üst üste istiflenerek zirh imalati yapilmakta, kursun ayni yapiya sahip bu monobloklari daha kolay deforme ederek malzemeyi hasara ugratmakatdir. Ayrica, önceki teknikte ara yüzeyde yapistiricinin mukavemeti çok düsük oldugundan zirhin balistik özelligi daha da düsmektedir. Teknigin bilinen durumunda yer alan üretim yöntemleri ile elde edilen zirhlarda, yukarida bahsedildigi sekilde zirh malzemelerin agirlasmasi ve üretim zorluklari gibi problemler mevcuttur. Savunma endüstrisinde en fazla kullanilan malzemelerden biri Titanyum (Ti) ve TIGAI4V (Ti64) alasimlaridir. Titanyum sahip oldugu mukavemet, yüksek korozyon direnci ve hafifliginden dolayi matris malzemesi olarak savunma sanayinde tercih edilmektedir. Fakat, bazi uygulamalarda (özellikle savunma endüstrisi) Ti"nin zayif asinma dayanimina, yetersiz çekme dayanimina sahip olmasi zirh malzemesi olarak tek basina kullanilmasinda problemler yaratmaktadir. Teknigin bilinen durumunda B4C savunma sanayinde üstün asinma dayanimi ve mukavemet özelliklerinden dolayi tercih edilmektedir. Ayrica bir çok giyilebilir ve araç zirhlarinda da kullanilmaktadir. Fakat B4C içerikli seramikler tek baslarina kullanildiginda kirilmaya karsi çok hassas malzemelerdir. Yapilarinda çatlak ilerlemesini durdurucu bir mekanizma bulunmadigi için ve seramiklerin bu kirilgan dogasi yüksek sicaklik mukavemeti, düsük yogunluk, kimyasal kararlilik ve asinma direnci gibi pek çok önemli özelliginin arka plana atilmasina sebep olmakta, seramigin savunma gibi sanayilerde tek basina kullanimini sinirlandirmaktadir. Ek olarak, önceki teknikte zirhlarda kullanilan takviyeler yalnizca takviye elemani görevi görmekte ve sadece sünek titanyum ve alasim içinde katmansiz üretilmekte; bu da darbe sönümleme enerjisini düsük kilmaktadir. Günümüzde bilinen balistik koruyucu kalkan malzemelerinde olmasi gereken en önemli unsur, makzemenin hafif olmasi ve darbe aninda darbe enerjisini sönümleyebilmesi ve hasari en aza indirgemesidir. Ayrica kullanan kisinin hareket kabiliyetini kisitlamayacak sekilde buna uygun malzeme üretimi gerekmektedir. Ancak, kompozitlerin üretiminde kullanilan yöntemler pahalidir. Bir baska problem ise zirh malzemelerin kaplama seklinde üretilmesi ve bu durumda üretilen malzemelerin merminin/kursunun enerjisini absorbe etmede yetersiz kalmasidir. Günümüzde zirh üretimleri, monoblok zirh üretiminde harekat aninda zirh bütünlügünün bozulmasi ve zirhin çatlamasi; çok bloklu zirh üretiminde ise darbe sönümlemesi monoblok zirh malzemelerinden yüksek olsa dahi zirh malzemelerinin agirliginin artmasi ve üretimde zorluk yasanmasi gibi problemler teskil etmektedir. seramik malzemelerin gelistirilmesi ile ilgili olup, burada B4C/SIC seramik malzemelerin fonsiyonel dereceli üretimi incelenmistir. Söz konusu patentte B4C/SIC fonksiyonel dereceli seramiklerin yapisal formu ve malzemenin SIC ve 840 içermesi sayesinde B4C/SIC seramik malzemelerin araç zirhi için uygun oldugu belirtilmektedir. Ancak burada sadece seramik malzeme kullanilmakta, malzeme preslenerek mekanik etkileri incelenmektedir. Burada mukavemeti artirici olarak ek malzemeler kullanilmadigindan, bahsi geçen seramik malzemeler mukavemet ve dayanim sönümleme açisindan yetersiz kalmaktadir. yüzey deformasyon direncine ve ayrica üstün balistik penetrasyon direncine sahip balistik dirençli kompozit ürünlerle ilgilidir. Bu teknoloji özellikle, vücut zirhinin imalati için yararli olan hibrit ve çok panelli balistik dirençli esyalarla ilgilidir. Burada, balistik dirençli kompozit ürünlerde kullanilabilecek fiberler ve titanyum benzeri metaller hakkinda bilgiler verilmektedir. Ancak, burada darbe sönümlemesi ve çatlak önlenmesi hakkinda bir gelistirme yer almamaktadir. Önceki teknikte yer alan CN110608636A patent basvurusunda ise titanyum alasimli kompozit bir zirh açiklanmakta, bu zirh ile önceki teknige ait kompozit zirhin, fazla agirlik, tekil koruma ve zorlu muharebe ortamlarinda uzun süreli kullanim zorlugu gibi eksikliklerinin üstesinden gelinmesi amaçlanmaktadir. Burada bor karbür seramikler ve titanyum alasimi kullanilmaktadir. Söz konusu basvuruda asil amaç daha hafif zirh bir saglanmasi olup, buradada fonksiyonel olarak dercelendirilmis ve dayanim sönümlemesi artirilmis bir zirh açiklanmamaktadir. Mevcut teknikteki zirh malzemelerinde darbe sönümleme enerjisinin, sok absorblama özelliginin, malzeme mukavemetinin ve mekanik özelliklerin yetersiz olmasi, zirh malzemesi üretiminde kullanilan yöntemlerin yapistirma islemi gerektirmesi sebebiyle malzemelerde ara yüzey baglanma problemleri olusmasi ve malzemelerin dayaniminin ve balistik özelliklerinin azalmasi dolayisiyla; yüksek darbe sönümleme enerjisine, yüksek sok absorblama yetenegine ve iyilestirilmis mekanik özelliklere sahip zirh malzemelerinin ve bu malzemeleri üretmek için yöntemlerin gelistirilmesi ihtiyaci bulunmaktadir. Bulusun Kisa Açiklamasi ve Amaçlari Bulusta, savunma sanayisi için grafen ve bor karbür (B4C) kullanarak sinterleme aninda anlik titanyum borür (TIB) ve titanyum karbür (TIC) arafazlarinin olusturulmasiyla bes faza ayni anda sahip (titanyum, grafen, bor karbür, titanyum borür ve titanyum karbür) ve fonksiyonel olarak dercelendirilmis hibrit kompozit zirh malzemesi, anti balistik malzemeler ve bunlarin üretim yöntemi açiklanmaktadir. Burada darbeden korunan iç yüzeyden, darbeye maruz kalan dis yüzeye dogru sirasiyla birinci katman saf Ti veya Ti64; diger katmanlar ise Ti veya Ti64 ile B4C-grafen-TiC-TIB çoklu fazlari (2-6. katmanlardaki grafen orani agirlikça %0,2-0,6 arasinda degismekteyken; 2-6. katmanlardaki B4C orani ise sirasiyla agirlikça %1, %3, %5, %7, 10% olarak degismektedir) içermektedir. Bulusun ilk amaci yüksek darbe sönümlemesi ve sok absorblama yetenegine sahip, mukavemeti iyilestirilmis, fonksiyonel dereceli olarak katmanli mikroyapiya sahip bir zirh saglanmasidir. Bulus ile bir bütün halinde ve titanyum, grafen, bor karbür, titanyum borür ve titanyum karbürden olusan bes fazi da içeren dis yüzeye yakin sert tabakalardan, iç yüzeye yakin yumusak (sünek) tabakaya dogru fonksiyonel dereceli olarak katmanli bir mikroyapi saglanmaktadir. Bulusta yer alan katmanlarin (birinci katman hariç) mikro yapisinda Ti- B4C- grafen-TIB- TiC fazlari bulunmakta; bu fazlarin bir arada ve katmanlar içerisinde bulunmasi sayesinde yüksek tokluk, yüksek darbe ve sok absorblama yetenegine sahip, sert tabakalarda olusan çatlak ve hasarlarda köprüleme ve çatlak sapmayi saglayan bir zirh saglanmaktadir. Bulusta yüksek sertlik, basma, asinma dayanimina sahip 840 ve yüksek mekanik özellige sahip grafen her bir katmanda farkli oranda kullanilmaktadir. Grafenin titanyum ile sinterleme sirasinda anlik TiC olusturmasi B4C'nin ise titanyum ile sinterleme esnasinda anlik TiB olusturmasindan dolayi, bu iki tozu bir arada kullanarak yüksek darbe sönümleme enerjisine ve mekanik özelliklere sahip fonksiyonel olarak dereoelendirilmis hibrit balistik vücut veya araç zirh üretimi saglanmaktadir. Kuramsal olarak grafen, tabakali yapisindan dolayi tane sinirinda yer almakta, böylece tane büyümesine bariyer olusturmakta ve ince taneli yapi olusmasina olanak saglamaktadir. Deformasyon sirasinda dislokasyon yogunlugu arttiginda tane sinirlarinda yer alarak mukavemeti iyilestirmektedir. Ayrica plastik deformasyon aninda yükü üzerine alarak titanyum matrisin deformasyonunu engellemekte, olusan çatlak grafene temas ettiginde sapmakta ve böylece çatlak enerjisini azaltarak çatlagin ilerlemesini durdurmaktadir. Takviye malzemelerinden bir digeri olan 540 ise yüksek sertligi ve asinma dayanimindan dolayi yapi içinde homojen dagilarak Ti esasli kompozitin mekanik dayanimina olumlu katki yapmaktadir. Ayrica grafenin ve B4C'nin yapida bulunmasiyla sinterleme aninda bütün katmanlarda anlik mikroyapida TIB ve TIC esasli seramik fazlarini da olusturmasi yapida darbe dayanimini artirmaktadir. Elde edilen bu bes fazin birlikte yarattigi sinerjik etkiden dolayi üretilen fonksiyonel dereceli zirh (darbeye maruz kalan dis katmandan iç katmanlara dogru sert bir yapidan daha yumusak bir yapiya dogru geçis saglayan zirh) malzemesi, kursun gibi bir oisme maruz kaldiginda, malzemenin sert tabakalarinda olusan çatlaklar ve hasar, yapida bulunan takviye ve anlik olusan fazlar sayesinde köprüleme ve çatlak sapmaya maruz kalacagindan, bulusa konu malzeme yüksek darbe ve sok absorblama yetenegine sahip olmaktadir. Önceki teknige kiyasla bulusta metalik (Ti, Ti64) matrisin yanisira grafen de kullanildigindan, fonksiyonel tabakali bir üretim saglanip, her katmanda olusan farkli oranlardaki (TIC, TIB) fazlar malzeme mukavemetini arttirmakta ve ayirca darbe sönümleyici etki saglamaktadir. Bulusta titanyumun veya Ti64'Ün zayif çekme dayanimi ve asinma dayanimi gibi özelliklerinin iyilestirilmesinin yaninda balistik amaçli sok absorblama özelligini artirmak için takviye malzemesi olarak 840 ve grafen kullanilmaktadir. Ayrica bu takviyeler sinterleme esnasinda TIB ve TIC gibi anlik fazlar olusturacagindan bu çoklu fazi içeren zirh malzemesi önceki teknikteki mevcutlarina göre daha yüksek darbe enerjisini sönümleme özelligi kazanmaktadir. Grafen yüksek mekanik özellikleri ve hafifligi ile titanyum kompozitin mekanik ve mikroyapi özelliklerine olumlu etkiler saglamaktadir. Ayrica bor karbürün yüksek ergime noktasi, kimyasal ve fiziksel kararliligi, yaklasik %80 bor ihtiva etmesi ve yapisindaki bor izotopundan dolayi enerji absorblama yetenegi bulunmaktadir. Grafen ve B4C'nin her bir katmanda bulunmasiyla sinterleme aninda bütün katmanlarda anlik TIB ve TIC esasli seramik fazlari olusmakta ve katmanlarda elde edilen bu bes fazin yarattigi sinerjik etki sayesinde üretilen fonksiyonel olarak dercelendirilmis zirh malzemesi yüksek darbe ve sok absorblama yetenegine sahip olmaktadir. Bulusta bor bazli takviyelerle titanyum kompozit güçlendirildiginde mikroyapida TIB çubuksu yapilar olusmaktadir. Bu yapilarin da kompozitin sertligini ve mekanik dayanimini arttirmasi nedeniyle B4C ile kompozit yapinin daha da güçlendirilmesi saglanmaktadir. Seramik takviyelerin kirilma toklugu düsüktür bu nedenle kirilgan biryapiya sahiptir ve çatlak hassasiyeti bulunmaktadir. Bulusta bu durumu çözmek amaciyla tokluk arttirici malzeme olarak karbon bazli dolgu malzemesi olan grafen kullanilmaktadir. Bulusta seramigin karakteristik özelligi olan kirilgan yapi, alternatif takviye malzemesi olarak grafen kullanilmasi ile ortadan kaldirilmaktadir. Bulusun diger amaci, üretilen malzemenin vücut veya araç zirhi/anti balistik koruyucu ve savunma endüstrisinde kullanilabilecek sekilde hafif olmasinin saglanmasidir. Bulusta üretilen zirh malzemesi fonksiyonel derecelendirilmis bir hibrit kompozit oldugundan hem monoblok bir zirh olmakta hem de agirligi artmadan çok bloklu zirh malzemelerinden daha iyi bir darbe sönümlemesine sahip olmaktadir. Bulustaki hibrit malzeme fonksiyonel dereceli olarak üretildiginden yüksek hizda bir darbe ile karsilastiginda sert tabakadan yumusak tabakaya dogru cismin enerjisini sönümleyerek cismin durdurulmasini saglamakta; böylece hem koruma saglamakta hem de hareket kabiliyeti saglayacak sekilde hafif olmaktadir. Fonksiyonel dereceli sekilde üretilen hibrit kompozitin iç yapisinin her katmaninda sinterleme esnasinda farkli oranlarda anlik TIC (titanyum karbür) ve TiB (titanyum borür) ince filamentli kristal (whisker) çubuksu yapilari olusmaktadir. Bu yapilar fonksiyonel dereceli olarak üretilen hibrit malzemede darbeye maruz kalan en dis katmandan iç katmanlara dogru sert bir yapidan daha yumusak bir yapiya dogru geçis saglamaktadir. Bu da yukarida belirtildigi sekilde, örnegin bir kursun isabetinde malzeme içinde olusan çatlagin hem grafen ve 840 ile temasi hem de yapida TIB ve TIC yapilarinin olusmasi ile çatlagin saparak veya köprülenerek ilerlemesinin daha da kolay durdurulabilmesine olanak saglamaktadir. Önceki teknikte yer alan zirh malzemelerine kiyasla bulus, yabanci cismi (kursun vb.) daha fazla yavaslatmakta, cismin enerjisini sönümleyerek iç katmanlara dogru durdurabilmektedir. Bulusun bir diger amaci, balistik özelligi artirilmis zirh üretimini saglayan ve yapistirma islem adimi içermeyen bir yöntem saglanmasidir. Önceki teknikte mevcut balistik zirh malzemelerinde monoblok yapilar bir yapistirici vasitasiyla üst üste istiflenerek zirh imalati yapilmakta, kursun ayni yapiya sahip bu monobloklari daha kolay deforme ederek malzemeyi hasara ugratmakatdir. Ayrica, önceki teknikte arayüzeyde yapistiricinin mukavemeti çok düsük oldugundan zirhin balistik özelligi daha da düsmektedir. Bulusta ise fonksiyonel dereceli katmanlar daha sekillendirme aninda üst üste istiflenmekte ve arayüzeyde bir yapistiriciya gerek kalmaksizin sinterlemeyle güçlü ile bir sekilde birbirine tutunmus zirh malzemesi üretilmektedir. Bu güçlü baglanmadan dolayi kursun bir tabakadan diger bir tabakaya geçerken daha da zorlanarak geçmekte ve enerjisi minimize olmaktadir. Yapida bulunan diger fazlarda bu enerjiyi daha da minimize edilerek kursunun yapi içinde durudurulmasi saglanmaktadir. Üretim yönteminin avantajlari sayesinde yapistirma islemleri olmadan gerçeklesen zirh malzemesinin üretimi, önceki teknige kiyasla çok daha ekonomik ve kolay olmaktadir. Bulus ile birinci katman hariç diger katmanlarda bes faza (titanyum, grafen, bor karbür, titanyum borür ve titanyum karbür) ayni anda sahip olan, katmanlarda arbeye bagli bir hasar olusmasi durumunda katmanlar arasinda çatlagi köprüleme ve çatlak sapmaya maruz birakarak çatlagin ilerlemesini önleyen, yüksek darbe sönümleme enerjisine, sok absorblama yetenegine ve iyilestirilmis mekanik özelliklere sahip, savunma endüstrisinde kullanilmaya uygun derecede hafif bir fonksiyonel olarak dercelendirilmis hibrit kompozit zirh ve bu zirhi üretmek için yapistirma islemi gerektirmeyen, malzemelerde ara yüzey baglanma problemlerini ortadan kaldiran bir yöntem saglanmaktadir. Sekillerin Açiklamasi Sekil 1: Fonksiyonel olarak derecelendirilmis zirh malzemesinin görseli (A. Katmanlar B. Mikroyapida anlik TIB ince filamentli kristal (whisker) ve TIC yapilar Sekil 2: Fonksiyonel olarak derecelendirilmis zirh malzemesinin katman mikroyapisinin detay görseli. Bulusu Olusturan UnsurlarinlParçalarin Tanimlari Bulusa konu fonksiyonel olarak derecelendirilmis zirh malzemesinin daha iyi açiklanabilmesi için sekillerde yer alan kisimlar numaralandirilmis olup, her bir numaranin karsiligi asagida verilmektedir: . Birinci katman . Ikinci katman . Üçüncü katman . Dördüncü katman . Besinci katman . Altinci katman . Fonksiyonel olarak dercelendirilmis zirh malzemesi CONQOI-hOONA 9. Katman mikroyapisi ve fazlari . Çatlak 11. Çatlagin ilerlemesini gösteren mikroyapi 12. Katman kalinligi 13. 840 yapisi 14. Grafen yapisi . TIB yapisi 16. TIC yapisi D: Darbeye maruz kalan dis yüzey I: Darbeden korunan iç yüzey Bulusun Ayrintili Açiklamasi Bulus, grafen ve bor karbür (B4C) kullanarak sinterleme aninda anlik titanyum borür (TIB) ve titanyum karbür (TIC) arafazlarinin olusturulmasiyla bes faza ayni anda sahip (titanyum, grafen, bor karbür, titanyum borür ve titanyum karbür) ve fonksiyonel olarak dercelendirilmis, sert tabakadan yumusak sünek tabakaya dogru ilerleyen alti katmanli bir hibrit kompozit zirh, anti balistik malzeme ve bunlarin üretimi ile ilgilidir. Bulusta darbeden korunan iç yüzeyden (I) darbeye maruz kalan dis yüzeye (D) dogru sirasiyla birinci katman (1) saf Ti veya Ti64; diger katmanlar (2, 3, 4, 5, 6) ise Ti veya Ti64 ile B4C-grafen-TiC-TIB çoklu fazlari (2-6. katmanlardaki grafen orani agirlikça %O,2-0,6 arasinda degismekteyken; 2-6. katmanlardaki B4C orani ise sirasiyla agirlikça %1, %3, %5, %7, 10% olarak degismektedir) içermektedir. Bulusa konu alti katmana sahip fonksiyonel olarak dercelendirilmis zirh malzemesi (7), darbeden korunan iç yüzeyden (I) darbeye maruz kalan dis yüzeye (D) dogru, titanyum (TI) veya titanyum (TI), alüminyum (AI) ve vanadyumdan (V) olusan titanyum alasimi (TI64) içeren birinci katmani (1); TI veya Ti64, grafen, bor karbür (B4C), titanyum borür (TIB) ve titanyum karbür (TIC) fazlarini ayni anda Içeren Ikinci katman (2), üçüncü katman (3), dördüncü katman (4), besinci katman (5) ve altinci katmani (6) Içermekte ve burada bahsi geçen 0 ikinci katmanda (2) Ti veya Ti64, katmandaki kompozit toz karisiminin toplam agirligina oranla agirlikça %1 B4C, grafen, TIB veTiC fazlari, - üçüncü katmanda (3) TI veya Ti64, katmandaki kompozit toz karisiminin toplam agirligina oranla agirlikça %3 B4C, grafen, TiB veTiC fazlari, i dördüncü katmanda (4) Ti veya Ti64, katmandaki kompozit toz karisiminin toplam agirligina oranla agirlikça %5 840, grafen, TIB veTiC fazlari, . besinci katmanda (5) Ti veya Ti64, katmandaki kompozit toz karisiminin toplam agirligina oranla agirlikça %7 B4C, grafen, TIB veTiC fazlari, - altinci katmanda (6) Ti veya Ti64, katmandaki kompozit toz karisiminin toplam agirligina oranla %10 B4C, grafen, TIB veTiC fazlari, içermektedir. Burada bahsi geçen darbeye maruz kalan dis yüzeyden (D) kastedilen, darbeye sebep olacak cisimlerin (örnegin: mermi/kursun) temas ettigi yüzeydir. Darbeden korunan iç yüzeyden (I) kastedilen ise darbeden korunmasi amaçlanan iç kisma bakan yüzeydir. Bulusa konu katmanlarin (birinci katman (1) hariç) mikro yapisinda Ti veya Ti64- B4C- grafen-TiB-TIC fazlari bulunmakta; bu fazlarin bir arada ve katmanlar içerisinde bulunmasi sayesinde yüksek tokluk, yüksek darbe ve sok absorblama yetenegine sahip, sert tabakalarda olusan çatlak ve hasarlarda köprüleme ve çatlak sapmayi saglayan bir zirh saglanmaktadir. Bulusta titanyum esasli (saf Ti ve Ti6AI4V (Ti64) alasimi) metal matriste grafen ve bor karbür (B4C) kullanarak sinterleme aninda anlik titanyum borür (TIB) ve titanyum karbür (TIC) arafazlarinin olusturulmasiyla bes faza ayni anda sahip (titanyum, grafen, bor karbür, titanyum borür ve titanyum karbür) ve fonksiyonel olarak dercelendirilmis hibrit kompozit zirh üretililmektedir. Bu sekilde fonksiyonel dereceli üretimle sinterleme esnasinda birinci katman (1) hariç diger her bir katmanda yer alan Ti veya Ti64, farkli oranlarda B4C ve farkli oranlarda grafen tozlarinin bir araya gelmesi sayesinde, farkli oranlarda TIB-TIC yapilari olusmakta ve malzemeyi olusturan katmanlarin sertlikleri darbeye maruz kalan dis yüzeyden (D) darbeden korunan iç yüzeye (l) dogru degistirilmektedir. Sekil 1'de zirh malzemesi içerigindeki katmanlar, katman mikroyapisi ve fazlari (9) gösterilmekte, buradaki katman kalinliklari (12) 2-5 mm arasinda degismektedir. Bulusta Sekil 1'de verilen fonksiyonel dereceli çok fazli hibrit balistik zirh, alti katmandan olusmaktadir. Darbeden korunan iç yüzeye (l) en yakin birinci katman TIC-TIB çoklu fazlari içermektedir. Grafen orani agirlikça % 0.2-0.6 arasinda degismektedir. Katmanlardaki B4C orani ise 2. katmandan 6. katmana sirasiyla agirlikça %1, %3, %5, %7, 10% olarak degismektedir. Katmanlarda bulunan TIB ve TIC fazlari, sinterleme aninda yapida farkli oranlarda bulunan grafen ve bor içeren B4C'den dolayi anlik (in-situ) olusmaktadir. Bulusa konu zirh malzemesinin darbe sönümlemesinin daha iyi olmasi; zirha isabet eden cisim darbeye maruz kalan dis yüzeye (D) (zirhin sert katmanina) giris yaptiktan sonra olusan çatlaklarda enerjinin minimize olmasi, olusan çatlagin yapi içindeki fazlara temas ederek sapabilecegi yollarin artmasiyla veya köprülenmesiyle darbeden korunan iç yüzeye (I) (distaki katmanlara oranla daha yumusak olan katmanlara) dogru ilerledikçe cismin enerjisinin yüksek oranlarda absorbe edilmesi ile saglanmaktadir. Bulusa konu fonksiyonel olarak dercelendirilmis zirhin üretimi için toz metalurjisi yöntemi kullanilmakta; fakat, önceki teknikten farkli olarak yapistirici ve yapistirma adimi olmaksizin fonksiyonel olarak derecelendirilmis sekilde, karisim tozlar hazirlanarak katman seklinde birbiri üstüne eklenerek presleme ve sonrasinda sinterleme islemi gerçeklestirilmektedir. Bu sekilde alti katmanli ve her kademede farkli oranda bor karbür, grafen takviyesi ve sinterleme aninda TIB, TiC anlik fazlari içeren titanyum hibrit kompozit zirh üretilmektedir. Ayrica mikroyapida her kademede anlik olarak farkli oranlarda TIC, TIB yapilari olusmaktadir. Bulusa konu zirh malzemesi üretiminde önceki teknikte bilinen toz metalurjisi yöntemi kullanilmakta ancak üretimdeki islem adimlarinda ve kullanilan malzemelerde farkliliklar bulunmaktadir. Bulusa konu fonksiyonel olarak dercelendirilmis zirh malzemesi (7) üretimi asagidaki islem adimlarini içermektedir: o birinci katman (1) için titanyum (Ti) tozu veya titanyum (Ti). alüminyum (AI) ve vanadyumdan (V) olusan titanyum alasimi (Ti64) tozunun kaliba dökülmesi, - Ti veya Ti64 tozu, katmandaki kompozit toz karisiminin toplam agirligina oranla agirlikça %1 840 tozu ve grafen tozunun homojen olarak karistirilmasi ve kurutulmasi ile ikinci katman (2) kompozit toz karisiminin hazirlanmasi, Ti veya Ti64 tozu, katmandaki kompozit toz karisiminin toplam agirligina oranla agirlikça %3 840 tozu ve grafen tozunun homojen olarak karistirilmasi ve kurutulmasi ile üçüncü katman (3) kompozit toz karisiminin hazirlanmasi, Ti veya Ti64 tozu, katmandaki kompozit toz karisiminin toplam agirligina oranla agirlikça %5 B4C tozu ve grafen tozunun homojen olarak karistirilmasi ve kurutulmasi ile dördüncü katman (4) kompozit toz karisiminin hazirlanmasi, Ti veya Ti64 tozu, katmandaki kompozit toz karisiminin toplam agirligina oranla agirlikça %7 840 tozu ve grafen tozunun homojen olarak karistirilmasi ve kurutulmasi ile besinci katman (5) kompozit toz karisiminin hazirlanmasi, Ti veya Ti64 tozu, katmandaki kompozit toz karisiminin toplam agirligina oranla %10 840 tozu ve grafen tozunun homojen olarak karistirilmasi ve kurutulmasi ile altinci katman (6) kompozit toz karisiminin hazirlanmasi, her biri ayri ayri olarak hazirlanan ikinci katman (2), üçüncü katman (3), dördüncü katman (4), besinci katman (5) ve altinci katman (6) kompozit toz karisimlarinin sirasiyla ikinci katman (2), üçüncü katman (3), dördüncü katman (4), besinci katman (5) ve altinci katman (6) olmak üzere birinci katmanin (1) bulundugu kaliba ve birinci katmanin (1) üzerine dökülmesi ve üst üste istiflenecek sekilde katmanlarin olusturulmasi, katmanlarin olusturulmasi sonrasinda katmanlarin 700-1000 MPa arasi basinçla tek seferde preslenmesi, arasinda sinterlenmesi ve sinterleme aninda titanyum borür (TIB) ve titanyum karbürün (TIC) elde edilmesi ile fonksiyonel olarak dercelendirilmis zirh malzemesinin (7) elde edilmesi. Katmanlarda darbeye maruz kalan dis yüzey (D) ile temas halindeki en distaki katman olan altinci katmanda (6) daha sert bir yapi olusurken; katmanlarda darbeden korunan iç yüzeye (I) dogru gidildikçe sertlik azalmakta ve distaki katmanlara oranla daha yumusak bir faza geçis olmaktadir. Olusan bu fonksiyonel dereceli hibrit zirha isabet eden yabanci cisime örnek olarak mermi veya kursun (8) ile bu darbeden kaynakli olusan katmanlarda olusan çatlak (10) ve çatlagin ilerlemesini gösteren mikroyapi (11) Sekil 1'de temsili olarak gösterilmektedir. Kursun isabeti ile darbeye maruz kalan dis yüzey (D) daha sert oldugundan çatlaklar olusmaktadir. Sekil 2'de yapida bulunan çoklu fazlarin (grafen, B4C, TIC, TIB) yapilari temsili olarak gösterilmektedir. Mikroyapi içerisindeki B4C yapisi (13), grafen yapisi (14), TIB yapisi (15) ve TIC yapisi (16) ikici ve altinci katmanlarin tümünde bulunmaktadir. Yapida bulunan çoklu fazlardan (grafen, B4C, TIC, TIB) dolayi çatlak ilerlerken bu çoklu fazlara temas ettiginde ya köprülenmekte ya da sapmaktadir. Bu da çatlagin enerjisini minimize etmekte ve kursunun ilerlemesini durdurmaktadir. Baska bir deyisle, sert bir yapidan daha yumusak bir yapiya dogru geçildikçe sok absorblama yetenegi artmaktadir. Bulusta, malzemeye çarpan yabanci cismin enerjisini absorbe etme açisindan önceki teknikte yer alan diger balistik zirh malzemelere oranla enerjiyi absorbe etme degeri %40-60 oraninda arttirilmistir. TR TR TR TR