Savunma Sanayi ve Uzay-Havacılık Endüstrisi gibi çok önemli alanlarda kullanılan Bor Karbür ve Titanyum Diborür ileri teknoloji seramik malzemeleri üstün özelliklere sahiptir. Sahip oldukları bu üstün özelliklerle bu malzemelerin kompozit yapıda kombinasyonu sonucunda çok yüksek sertlik, mukavemet, aşınma dayanımı, yüksek sıcaklık dayanımı, termal şok direnci ve tokluk gibi özellikler elde edilebilmektedir. Bu tür malzemelerin nanopartiküllerinin ektraktif metalürji prensipleri ile üretimi için geliştirilmiş yöntemlerden bir tanesi “Yanma Sentezi” dir. Yanma sentezi yöntemlerinden “Kendiliğinden İlerleyen Yüksek Sıcaklık Sentezi (SHS)” ise sunduğu çok önemli avantajlar nedeniyle son yıllarda ön plana çıkmaktadır. Özellikle üretim maliyeti oldukça yüksek olan ileri teknoloji seramik malzemelerinin çok daha ekonomik şekilde üretimini mümkün kılmaktadır ve yüksek yüzey alanı ve porozite gibi önemli özelliklerde ürün eldesi sağlamaktadır. Gerçekleştirilmesi planlanan bu çalışmada; yerli bor mineralleri kullanılarak, termokimyasal simülasyon ile stokiyometrik optimizasyon sonrasında SHS ile nanopartikül sentezi ve Spark Plazma Sinterleme (SPS) yöntemi ile B4C-TiB2 kompozit malzemesi üretilecektir. Proje kapsamında yerli bor oksit (B2O3) konsantresi, titanyum oksit konsantresi (TiO2), Magnezyum (Mg) ve Karbon Karası hammaddeleri kullanılarak, yalnızca 3-4 sn süreyle 11-12 V tetikleme enerjisi sağlanarak magnezyotermik redüksiyon prensibine dayalı ekzotermik reaksiyonlar sonucunda B4C, TiB2 ve MgO içeren yapı elde edilecektir. Daha sonra Hidroklorik asit liçi gerçekleştirilerek MgO’nun yapıdan uzaklaştırılması sonucunda nano boyutta B4C-TiB2 kompozit tozu elde edilecektir. Optimum stokiyometrik oran ve optimum liç koşulları (asit konsantrasyonu, liç süresi, liç sıcaklığı) kimyasal kompozisyona dayalı olarak belirlendikten sonra farklı stokiyometrinin ve sinterleme koşullarının (sinterleme sıcaklığı, sinterleme basıncı) mekanik özelliklere etkisi belirlenecektir. Gerçekleştirilecek olan karakterizasyon ve analiz yöntemleri; Factsage Termokimyasal Simülasyon, XRD faz analizi, SEM-EDS elektron mikroskobu analizi, BET yüzey alanı ve tane boyutu analizi, Mikrosertlik Testi, Aşınma Testi ve Nano Indentation analizleridir. Tüm proses parametreleri optimize edilerek yüksek katma değere sahip bu malzemelerin üretimine yönelik optimum koşullar belirlenecektir. Böylelikle savunma sanayi ve uzay-havacılık endüstrisine yönelik ülkemizin ihtiyaç duyduğu ve uzun yıllar boyunca ihtiyaç duyacağı bu ileri teknoloji seramik malzemenin üretimine yönelik bilgi birikimi oluşturulacaktır. Proje sonucunda, gerçekleştirilecek akademik yayın çalışmaları sonucunda Dünya literatürüne katkı sunulması ve endüstriyel ölçekte üretime yönelik bilgi sunulması hedeflenmektedir.

Savunma Sanayi'nde zırh malzemesi olarak kullanılan yüksek dayanımlı düşük alaşımlı çeliklerin kaynak prosesleri ve kaynaklı yapının mikroyapısal ve mekanik özellik optimizasyonunun sağlanması.

Bu proje, su, kızgın buhar, endüstriyel atık ve kimyasal maddelerin kontrol edilmesinde kullanılan, 16 bar basınca kadar çalışabilen 3 parçalı küresel vanaların tasarımındaki zorluklara odaklanmaktadır. Vanaların uluslararası üretim standartları TS EN 3148 ve yönetmelikler 2014/68/EU ile uyumlu olmalıdır, ancak mevcut üretimdeki döküm metotları, tasarımlar ve gövde malzemelerindeki alaşımların kusurları, standart ve yönetmeliklerde belirtilen minimum değerlere ulaşmayı zorlaştırmaktadır. Özellikle EN-GJL-250, EN-GJS-500 gibi malzemelerin istenilen mikro yapı ve fiziksel özellikleri sağlayamaması, mevcut iyileştirme çalışmalarının etkinliğini sınırlamaktadır. Bu proje, vanaların performansını artırmak ve standartlara uygunluğunu sağlamak için daha uygun malzemelerin belirlenmesi, döküm metotlarının iyileştirilmesi ve tasarım değişikliklerinin yapılması için kapsamlı bir araştırma ve geliştirme sürecini içermektedir. Bu çalışma, endüstriyel tesislerde kullanılan önemli bir ekipmanın güvenilirliğini ve verimliliğini artırmayı hedeflemektedir.