Toz Metalurjisi Yöntemiyle Alüminyum Esaslı Köpük Üretimi, Uygulama Alanları ve Polimer Esaslı Zırhlarda Enerji Sönümleme Amaçlı Kullanımı


TÜrker M.

Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi Part C: Tasarım ve Teknoloji, cilt.13, sa.4, ss.1820-1842, 2025 (TRDizin) identifier

Özet

Son yıllarda hem akademik hem de endüstriyel alanlarda yoğun araştırmalara konu olan metalik köpükler, oldukça hafif ve gözenekli yapıya sahip malzemelerdir. Bu malzemeler, çok düşük yoğunlukları ve yüksek enerji emme özellikleriyle otomotiv endüstrisi başta olmak üzere havacılık ve savunma sanayi gibi alanlarda öne çıkmaktadır. Metalik köpükler oldukça gözenekli yapılarına rağmen yüksek mukavemet, düşük ısı iletkenliği ve yüksek enerji emme kapasitesine sahiptir. Metalik köpüklerin mekanik özellikleri, gözeneklerin şekline, boyutuna ve yüzey alanına, üretim sırasında yapıya eklenen takviye elemanlarının özelliklerine ve matris malzemesiyle etkileşimlerine bağlı olarak değişiklik gösterir. Köpük malzemeler, hafiflikleri ve enerji emme özellikleri nedeniyle araç tasarımcıları için özellikle cazip hale gelmiştir. Aracın birçok farklı alanında kullanılmalarına rağmen, özellikle çarpışma durumunda araçta oluşabilecek hasarın en aza indirilmesi ve yolcuların en az zarar görmesi hedeflenmektedir. Ayrıca, enerji ve çevrenin önemli olduğu günümüzde, araç ağırlığının azaltılması yakıt tüketimini azaltacak ve verimliliği artırarak çevreye verilen zararı en aza indirecektir. Bu makalede, toz metalurjisi (TM) yöntemiyle üretilen kapalı hücreli Al esaslı metalik köpük malzemeler hakkında genel bilgiler verildikten sonra, takviyeli ve takviyesiz köpük üretimi, sandviç köpük üretimi, küresel köpük üretimi ve metalik köpük dolgulu profil üretimi gibi özel üretim yöntemleri hakkında kapsamlı bilgi verilmektedir. Ayrıca, çok yeni bir uygulama olan metalik köpük takviyeli integral zırh malzemesinin üretimi ve diğer uygulamalar hakkında genel bilgiler verilmektedir.
Metallic foams, which have been the subject of intense research in both academic and industrial fields in recent years, are extremely lightweight and porous materials. Their very low density and high energy absorption properties have made them prominent in sectors such as the automotive industry, as well as the aerospace and defense industries. Despite their highly porous structure, metallic foams possess high strength, low thermal conductivity, and high energy absorption capacity. The mechanical properties of metallic foams vary depending on the shape, size, and surface area of the pores, the properties of the reinforcement elements added to the structure during production, and their interaction with the matrix material. Foam materials have become particularly attractive to vehicle designers due to their light weight and energy absorption properties. Although they are used in many different areas of the vehicle, the primary goal is to minimize damage to the vehicle and minimize occupant harm in the event of a collision. Furthermore, in today's world where energy and the environment are paramount, reducing vehicle weight will reduce fuel consumption, increase efficiency, and minimize environmental damage. This article provides general information about closed-cell Al-based metallic foam materials produced using powder metallurgy (PM). It also provides comprehensive information on specialized production methods, including reinforced and unreinforced foam production, sandwich foam production, spherical foam production, and metallic foam-filled profile production. It also provides general information on the production of metallic foam-reinforced integral armor material, a very new application, and other applications.