Bir İnsansız Hava Aracını (İHA) düşündüğünüzde aklınıza karbon fiber gövdeler, güçlü motorlar veya hassas kameralar gelir. Ancak bu parçaların zorlu atmosfer koşullarına dayanmasını, radardan gizlenmesini veya elektronik sinyallerin karışmamasını sağlayan şey, genellikle insan saçından 100 kat daha ince olan **"İnce Film Kaplamalar"**dır.
Bu kaplamaları atom atom işleyerek yüzeye yapıştıran teknolojiye PVD (Fiziksel Buhar Biriktirme), bu işlemde kullanılan yüksek saflıktaki metal veya seramik bloklara ise Sputtering Hedefleri (Sputtering Targets) denir.
Bu yazımızda, bir toz metalurjisi harikası olan sputtering hedeflerinin, İHA teknolojisinde nasıl kritik bir rol oynadığını inceleyeceğiz.
Sputtering işlemi, yüksek vakum altında gerçekleşen bir "atom transfer" yöntemidir. Basitçe anlatmak gerekirse:
Vakum odasında Argon gazı plazma haline getirilir.
Bu plazma iyonları, kaplama malzemesinden yapılmış bloğa (Sputtering Hedefi) çarptırılır.
Hedefin yüzeyinden kopan atomlar, karşıdaki İHA parçasının (lens, kanat, elektronik devre) üzerine yapışarak mikron veya nano kalınlıkta kusursuz bir film tabakası oluşturur.
Bu yöntemle elde edilen kaplamalar, daldırma veya sprey boyalara göre yüzeye çok daha sıkı tutunur ve asla soyulmaz.
Sputtering hedefleri, İHA'nın görevine göre farklı malzemelerden (Altın, Titanyum, ITO, Alüminyum vb.) seçilir. İşte en önemli kullanım alanları:
İHA'lar yoğun elektromanyetik gürültü içinde uçar. Düşman karıştırıcıları (Jammer) veya İHA'nın kendi motorundan yayılan sinyaller, hassas haberleşme çiplerini bozabilir.
Çözüm: İHA'nın plastik veya kompozit elektronik kutularının içi, Bakır (Cu) veya Alüminyum (Al) sputtering hedefleri kullanılarak incecik bir metal tabakasıyla kaplanır.
Sonuç: Bu kaplama bir "Faraday Kafesi" oluşturur. Dışarıdaki sinyal içeri giremez, içerideki dışarı sızamaz. İHA güvenle uçar.
İHA'nın "gözü" olan termal kameralar ve lensler, ışığı %99 oranında geçirmeli ve yansıtma yapmamalıdır. Ayrıca buzlanmaya karşı ısıtılmalıdır.
Çözüm: İndiyum Kalay Oksit (ITO) veya Silikon (Si) hedefleri kullanılır.
Sonuç: ITO kaplama şeffaftır ama elektriği iletir. Lense elektrik verildiğinde ısınır ve buzlanmayı çözer, ancak görüntü kalitesini asla bozmaz.
Pervaneler veya jet motoru türbin kanatçıkları, yüksek devirde dönen ve ısınan parçalardır.
Çözüm: Titanyum Alüminyum Nitrür (TiAlN) veya Krom (Cr) hedefleri ile yapılan sert kaplamalar.
Sonuç: Parçanın yüzey sertliği elmas seviyesine yaklaşır. Kum, yağmur veya ısı parçayı aşındıramaz; motor ömrü 3 katına çıkar.
Sputtering hedeflerinde "Saflık" her şeydir. Bir hedefin saflığı genellikle "N" (Nine - Dokuz) sayısı ile ifade edilir.
4N (99.99%): Standart endüstriyel kaplamalar.
5N (99.999%): Havacılık ve savunma standardı.
Eğer sputtering hedefinin içinde mikroskobik bir toz veya istenmeyen bir element (örneğin demir) varsa, kaplama sırasında "ark" (kıvılcım) oluşur. Bu, kaplamada gözle görülmeyen bir delik açar. 40.000 feet yükseklikte o küçük delikten başlayan korozyon, bütün bir görevi tehlikeye atabilir. Bu yüzden İHA üretiminde sadece yüksek saflıkta, vakum altında eritilmiş veya sinterlenmiş hedefler kullanılır.
Bazı sputtering hedefleri (özellikle seramikler ve alaşımlar), metallerin eritilmesiyle yapılamaz. Burada Toz Metalurjisi devreye girer. Örneğin, Stealth teknolojisi için gereken özel alaşımlar, nano boyutlu metal tozlarının karıştırılıp, devasa basınç altında preslenmesi (Sinterleme) ile "Hedef" haline getirilir. Nanokar gibi yerli üreticilerin metal tozu yetkinliği, Türkiye'nin kendi sputtering hedeflerini üretmesi açısından stratejik öneme sahiptir.
Sputtering hedefleri, dışarıdan bakıldığında basit metal diskler veya dikdörtgen plakalar gibi görünür. Ancak içerdikleri yüksek teknoloji ve saflık, onları modern havacılığın yapı taşlarından biri yapar. İHA'ların daha uzağı görmesi, jammer'lardan etkilenmemesi ve zorlu şartlarda uçabilmesi, bu hedeflerden buharlaşan atomların oluşturduğu incecik filmlere emanettir.
