Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı Tez Koleksiyonu

Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/422

Browse

Browsing Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı Tez Koleksiyonu by Author "Durandurdu, Murat"

Filter results by typing the first few letters
Now showing 1 - 4 of 4
  • Thumbnail Image
    Doctoral Thesis
    Amorf Bor Malzemelerin Simülasyonu
    (Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Yıldız, Tevhide Ayça; Durandurdu, Murat; AGÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı; 01. Abdullah Gül University; 02.07. Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği; 02. Mühendislik Fakültesi
    Boron-based materials and their technological applications have great interests in many scientific and technological areas from materials science to medicine. This doctorate thesis was prepared for the purpose of investigating the atomic structure, electrical and mechanical properties of different boron based amorphous materials by using an ab-initio molecular dynamics technique. The results obtained via a computational method were presented in three main chapters. In the Chapter 3, the influence of hydrogenation on the atomic structure and the electronic properties of amorphous boron nitride (ɑ-BN) was examined. The structural evaluation of ɑ-BN and the hydrogenated (ɑ-BN:H) models revealed that their short-range order was mainly similar to each other. Hydrogenation suppressed the formation of twofold coordinated chain-like structures and tetragonal-like rings and leaded to more sp2 and even sp3 bonding. Furthermore, hydrogenation was found to have an insignificant impact on the electronic structure of ɑ-BN. Secondly, in the Chapter 4, an amorphous boron carbide (a-B4C) model was generated. The pentagonal pyramid-like motifs were found to be the main building units of B atoms in a-B4C and some of which yielded the development of B12 icosahedra. On the other hand, the fourfold-coordinated units were the leading configurations for C atoms. a-B4C was a semiconducting material and categorized as a hard material. In the Chapter 5, amorphous boron carbides (BxC1-x, 0.50x0.95) were systematically created. With increasing B/C ratio, more closed packed materials having pentagonal pyramid motifs form. All models were semiconducting materials. Some amorphous compositions were proposed to be hard materials. Keywords: Amorphous, Hydrogenation, Boron Nitride, Boron Carbide, Ab-initio molecular dynamics technique
  • Thumbnail Image
    Doctoral Thesis
    Amorf Malzemelerin Modellenmesi ve İncelenmesi
    (Abdullah Gül Üniversitesi, 2019) ERKARTAL, MUSTAFA; Erkartal, Mustafa; Durandurdu, Murat; AGÜ, Mühendislik Fakültesi, Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği Bölümü; ERKARTAL, MUSTAFA; 01. Abdullah Gül University; 02.07. Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği; 02. Mühendislik Fakültesi
    Bu doktora tezinin amacı ab-initio moleküler dinamiği simülasyonları (AIMD) yoluyla, metal-organik çerçeve yapılardaki (MOF) basınca bağlı amorfizasyonu (PIA) ve ayrıca diğer faz geçişlerini araştırmaktır. Hesaplardan elde edilen sonuçlar üç ana bölümde rapor edilmiştir. Birinci bölümde, MOF-5'in yüksek basınç davranışını araştırmak için ab initio simülasyonları yapıldı. Önceki deneysel bulgulara benzer şekilde, simülasyonlar sırasında 2 GPa'da bir PIA gözlendi. Bu faz geçişi, tersinir olmayan bir birinci dereceden bir dönüşüm olup, geçişe yaklaşık% 68'lik bir hacim çöküşü gözlenmektedir. Dikkat çekici bir şekilde, geçiş yerel bozulmalardan kaynaklanmaktadır ve önceki önerilerin aksine, bu faz geçişi boyunca herhangi bir bağ kırınımı ve oluşumu gözlenmemektedir. Ayrıca, amorf durum çerçeve yapının elektronik bant aralığı kayda değer bir ölçüde daralmaktadır. Bu projenin ikinci kısmı için, ZIF-8'in geniş bir basınç aralığında yüksek basınç davranışını araştırmak için AIMD simülasyonları yapıldı. Sıkıştırma altında, ZnN4 tetrahedral ünitelerindeki büyük deformasyonlar, 3GPa civarında kristal-amorf bir faz geçişine yol açar. Amorflaşma süreci boyunca, Zn-N koordinasyonu korunur. Çalışılan basınç aralığında başka bir faz değişikliği bulunmadı, ancak sistemin olası tahrip oluşu 10GPa'nın üzerinde bulundu. Uygulanan basınç, amorfizasyondan hemen önce kaldırıldığında, imidazolat ligandlarının dönüşleri (salınım hareketi), bir kristal-kristal faz geçişine neden olmaktadır. Gerilme rejiminde ise -2.75GPa'a kadar herhangi bir faz geçişi tespit edilmezken, bu basınç üzerinde yapı tahrip olmaktadır. Bu araştırma projesinin son bölümünde, ZIF polimorflarının (ZIF-1, ZIF-2 ve ZIF-3) basınç altında geçişleri kapsamlı bir şekilde simüle edildi. ZIF-1, -2 GPa (gerilme bölgesi) ve 10 GPa (sıkıştırma bölgesi) arasında ardışık bazı kristal-kristal ve kristal-amorf faz geçişleri gösterir. Öte yandan, ZIF-2 ve ZIF-3, nispeten düşük sıkıştırma rejiminde hızlı kristal- amorf ve büyük olasılıkla amorf-amorf geçişler gösterirken, bütün ZIF'ler gerilme bölgesinde -3 GPa civarında tahrip olmaktadır.
  • Thumbnail Image
    Doctoral Thesis
    Bor Esaslı Nano Yapıların Modellenmesi ve İncelenmesi
    (Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2022) Tahaoğlu, Duygu; Durandurdu, Murat; Alkan, Fahri; AGÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı; 01. Abdullah Gül University; 02.07. Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği; 02. Mühendislik Fakültesi
    Polyhedral boron clusters and their applications have been subject to research in many fields such as medicine, materials science, catalytic applications, energy studies, etc. These molecules owe their popularity to their exceptional 3D stable structures, as well as their various sought-after properties in many applications. This doctoral thesis was prepared within the focus of a computational investigation of different polyhedral borane and carborane clusters by using DFT methods. The results of our studies were reported in two main chapters (Chapters 3 and 4). In the first part (Chapter 3), theoretical evaluation of relative stabilities and electronic structure for [BnXn]2− clusters were provided. The structural and electronic characteristics of [BnXn]2− clusters were examined by comparison with the [B12X12]2− counterparts with a focus on the substituent effects (X = H, F, Cl, Br, CN, BO, OH, NH2). The effects of the substituents were discussed in relation to their mesomeric (±M) and inductive (±I) effects. The results showed that the icosahedral barrier can be reduced through substitution by destabilizing the [B12X12]2−cluster with symmetry-reducing ligands or ligands with +M effects rather than stabilizing the larger clusters. In the second part (Chapter 4), the investigation of the photophysical properties of carborane-containing luminescent systems was presented. The o-CB-Anth system is known to exhibit a dual-emission property by radiating in the visible region from two low energy conformations with local excited (LE) and hybridized local and charge transfer (HLCT) characters, however, it shows a very low emission quantum yield in solution state similar to many other CB-luminescent systems. In this section, the excited-state potential energy surface (PES) of o-CB-Anth and o-CB-Pent were investigated in detail and the effect of a low-lying CT on the low quantum yield was discussed.
  • Thumbnail Image
    Doctoral Thesis
    Bor Zengini Amorf Malzemeler
    (Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) KARACAOĞLAN, Ayşegül Özlem; Karacaoğlan, Ayşegül Özlem; Durandurdu, Murat; AGÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı; 01. Abdullah Gül University; 02.07. Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Mühendisliği; 02. Mühendislik Fakültesi
    In the scope of this thesis, boron-rich amorphous materials having different boron concentrations (B1-xNx, B1-xOx and B1-xSix) were created as a result of rapid cooling of their liquid state with the help of an ab initio molecular dynamics technique. Their structural, electrical and mechanical properties were exposed in detail. In all boron rich materials, the coordination number of B was found to increase steadily with increasing B content. Similarly N and Si atoms also attained high coordinated motifs with increasing B content. However, the coordination number of O atoms remained null for all compositions. Chemical segregations and hence phase separations were witnessed in most amorphous configurations. The materials with high boron ratios, as expected, consisted of B12 icosahedrons. In addition, the formation of nano-sized B7, B10, B14 and B16 clusters was observed in some boron-rich compounds. Each computer-generated material exhibited a semiconducting character. The mechanical properties (Bulk, Young and Shear moduli) were perceived to increase with increasing B content. Some amorphous compositions were proposed to be hard materials on the basis of their Vickers hardness estimation.