Doktora Tezleri
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/20.500.12573/5800
Browse
6 results
Search Results
Doctoral Thesis Gıda Uygulamaları İçin Gümüş nanopartikül İçeren Karabuğday Nişastası Esaslı Aktif Ambalaj Malzemelerin Geliştirilmesi(2025) Severcan, Solmaz Şebnem; Kahraman, Kevser; Aydemir, Levent YurdaerSürdürülebilir ambalajlara artan talep, biyobozunur malzemelere ilgiyi artırsa da bu malzemelerin mekanik ve bariyer özellikleri plastiklerin gerisinde kalmaktadır. Bu tez çalışmasında, karabuğday nişastası ve proteini esaslı, yeşil sentezle elde edilen gümüş nanoparçacıklar (AgNP'ler) ile güçlendirilmiş aktif, biyobozunur kompozit filmler geliştirilmiş ve Kaşar peyniri ambalajlamasında uygunlukları incelenmiştir. Kompozit filmler, Yanıt Yüzey Yöntemi ile optimize edilmiştir. Optimum kompozit film, tek polimerli filmlere kıyasla daha yüksek dayanım ve daha düşük hidrofiliklik göstermesine rağmen, bariyer özelliklerinin daha da iyileştirilmesine ihtiyaç duyulmuştur. Bu nedenle, karabuğday nişastası sodyum trimetafosfat ile çapraz bağlanmıştır. Çapraz bağlı karabuğday nişastası ve karabuğday proteini içeren kompozit filmin mekanik ve bariyer özelliklerinde iyileşmeler gerçekleşmiş; çapraz bağlanmamış kompozit filme kıyasla çekme dayanımı %81 artarken (4,2 MPa'dan 7,6 MPa'a), su buharı geçirgenliği %47 azalmıştır. Sentezlenen AgNP'ler, çapraz bağlı kompozit filme %0,5-2,5 (w/w) ilave edilerek nanokompozit filmler üretilmiştir. AgNP ilavesi filmlere antimikrobiyal özellik kazandırmış, ancak yüksek konsantrasyonlar mekanik ve bariyer performansı ile biyobozunurluğunu azaltırken suya dayanımı artırmıştır. Sitotoksisite analizleri, düşük ve orta AgNP yüklemelerinin sitotoksik olmadığını, en yüksek düzeyin (%2,5) ise doza bağlı sitotoksik etki oluşturduğunu göstermiştir. Bu filmler ile ambalajlanan Kaşar peynirleri 60 gün izlenmiştir. Çapraz bağlı kompozit filmler, biyobozunur seçenekler arasında en iyi bariyer performansını sağlamış; AgNP içeren filmler ise daha yüksek nanoparçacık düzeylerinde maya, küf ve toplam aerobik mezofilik bakteri gelişimini inhibe etmiştir.Doctoral Thesis Bileşenlerin Özel Uyumluluğuna Sahip Düşük Karbonlu Yüksek Performanslı Katkılı Portland Çimentoları(2025) Argın, Gizem; Uzal, BurakBu tez çalışması, PÇ–ilave bağlayıcı malzemeler–SP bileşenlerinin çok boyutlu etkileşimlerini bütüncül biçimde inceleyerek düşük karbon salınımlı ve yüksek performanslı katkılı çimentoların geliştirilmesini amaçlamaktadır. İzotermal kalorimetri, termal analiz ve basınç dayanımı verilerinden oluşan kapsamlı bir veri seti oluşturulmuş; farklı PÇ türleri, ikame oranları, ilave bağlayıcı malzeme inceliği, su/bağlayıcı oranı, SP tipi ve dozajı sistematik olarak değiştirilmiştir. Bu veriler regresyon tabanlı makine öğrenmesi modelleriyle analiz edilerek yüksek doğrulukta tahminler elde edilmiştir. Erken yaş basınç dayanımı gibi fiziksel parametre ağırlıklı çıktılarda doğrusal modeller başarılı olurken, hidratasyon kinetiği, CH içeriği ve geç yaş basınç dayanımı gibi karmaşık ve yüksek varyanslı çıktılarda doğrusal olmayan modellerin (özellikle Gauss süreç regresyonu ve yapay sinir ağları) çok daha yüksek doğruluk (R2 ≈ 0.90–0.97) ve düşük hata ile çalıştığı görülmüştür. Farklı kriterlerin normalize edilip ağırlıklandırılmasıyla geliştirilen Çok Kriterli Uyumluluk İndeksi, 1602 karışımdan oluşan sentetik veri setine uygulanmıştır. Sonuçlar, yüksek uyumluluk gösteren sistemlerin düşük PÇ–yüksek ilave bağlayıcı oranına, düşük w/b oranına ve yüksek SP dozajına sahip olduğunu; ayrıca düşük–orta CaO ve yüksek SiO2+Al2O3 içeren ilave bağlayıcı malzemelerin uyumluluğu artırdığını göstermiştir. Sonuç olarak, makine öğrenmesi yöntemleri süperakışkanlaştırılmış katkılı çimentolardaki çok değişkenli etkileşimleri yüksek doğrulukla modellemiş; geliştirilen uyumluluk indeksi ise düşük karbonlu, yüksek performansa sahip karışımların ön tasarımında kullanılabilecek yenilikçi ve esnek bir araç olarak öne çıkmıştır. Bu yaklaşım, çevresel, ekonomik ve toplumsal açıdan sürdürülebilir bir çimento endüstrisine katkı sağlamaktadır.Doctoral Thesis Malzemelerin Mekanik Özellikleri Üzerinde Hidrojenin Etkisi(2024) Baltacıoğlu, Mehmet Furkan; Bal, BurakBu çalışmada, hidrojenin farklı mekanik yükleme koşulları ve gerinim hızları altında alüminyum alaşımları ve hacim merkezli kübik (HMK) demir üzerindeki etkisini incelemektedir. İlk olarak, Al 7075'in hidrojen duyarlılığı, yavaş ve orta gerinim hızlarında yapılan çekme testleri ile değerlendirilmiştir. Sonuçlara göre, daha yüksek gerinim hızlarında hidrojen gevrekliği, yavaş gerinim hızlarına göre daha baskındır. Hidrojen gevrekliği mekanizması, düşük hızlarda hidrojenle desteklenen lokalize plastisite (HELP) iken, orta hızlarda HELP ve hidrojenle desteklenen ayrışmanın (HEDE) bir arada bulunması yönünde değişiklik göstermektedir. İkinci çalışmada, Al 5083'ün hidrojen duyarlılığı, balistik testler altında deneysel ve sayısal yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Sonuçlara göre, artan deformasyon hızlarında HEDE'nin HELP üzerindeki baskınlığı artmaktadır. Sonlu elemanlar yöntemi, Johnson-Cook modeli ile birleştirilerek deneysel sonuçları doğrulamış ve balistik uygulamalarda hidrojenle yüklenmiş koşullar için öngörücü bir model sunmuştur. Son olarak, moleküler dinamik simülasyonları kullanılarak, hacim merkezli demirdeki kenar dislokasyon hareketliliği, geniş bir sıcaklık, hidrojen konsantrasyonu ve gerilme seviyesi aralığında değerlendirilmiş ve hidrojen duyarlılığı araştırılmıştır. Çalışmadan elde edilen bulgular sonucunda fenomenolojik hareketlilik yasaları önerilmiştir. Bu çalışmalar, hidrojenin metaller üzerindeki etkisini değişen mekanik koşullar altında anlamaya katkıda bulunarak, hidrojen maruziyetinin söz konusu olduğu mühendislik uygulamaları için önemli çıktılar sunmaktadır.Doctoral Thesis Yapay Zeka Destekli Shot Peening Prosesinin Optimizasyonu ve İkincil Proseslerin SLM ile Üretilen AlSi10Mg Alaşımının Hidrojen Kırılganlık Direnci ve Mekanik Performansı Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi(2025) Karaveli, Kadir Kaan; Bal, BurakBu tez, Seçici Lazer Ergitme (SLM) yöntemiyle üretilen AlSi10Mg alaşımlarında bilyalı dövme işlemlerinin optimizasyonunu ve hidrojen gevrekliğinin azaltılmasını araştırmaktadır. Birinci bölümde, süreç optimizasyon yöntemleri (ör. Taguchi, Box-Behnken), metal katkı üretimdeki (AM) sorunlar (artık gerilme, gözeneklilik) ve hidrojen gevrekliğinin mekanizmaları ile test yöntemleri ele alınmıştır. İkinci ve üçüncü bölümler, Almen testleriyle doğrulanan yapay zeka tabanlı yaklaşımlarla bilyalı dövme yoğunluğunun optimizasyonunu ve Bell 412EP ile Piper PA-32R gibi gerçek havacılık arızalarını inceleyerek hidrojen gevrekliğinin bileşenlerdeki etkilerini analiz etmektedir. Dördüncü ve beşinci bölümler, SLM ile üretilen AlSi10Mg alaşımlarının mekanik performansına, gerinim hızı ve işlem sonrası uygulamaların (bilyalı dövme, ısıl işlem) etkilerini değerlendirmiş ve yorulma direncinde önemli iyileşmeler göstermiştir. Ayrıca hidrojen gevrekliğini önlemek için ileri düzey stratejiler önerilmiştir. Tez, artırılmış malzeme güvenilirliği ve sürdürülebilirliğin toplumsal faydalarını vurgulamakta ve yapay zeka destekli yöntemler ile üretimde gerçek zamanlı izleme sistemleri üzerine gelecekteki araştırmaları önermektedir.Doctoral Thesis Evsel Atık Sulardan Enerji ve Su Geri Kazanımında Hibrit Membran Proseslerin Geliştirilmesi(Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2024) Özcan, Özlem; Uzal, Niğmet; Şahinkaya, ErkanThis thesis study aims to develop a hybrid innovative membrane-based process that maximizes circular benefit with the recovery of energy, nutrients, and water from municipal wastewater (MWW). This process was designed to be a sustainable alternative to the widely used advanced biological wastewater treatment plants (WWTP). For this purpose, the wastewater samples from the pre-sedimentation tank effluent of the Kayseri WWTP were used in laboratory-scale membrane-based process applications. In the first stage of the study, pre-concentration studies were performed to concentrate the organic matter and nutrients in the wastewater using the chemically enhanced primary sedimentation+direct ceramic microfiltration (CEPS+DCMF) process. Wastewater concentrated up to 8 times in the CEPS+DCMF process was fed to the anaerobic fluidized bed ceramic membrane bioreactor (AnFCMBR), which is the second stage of the study. The performance of the reverse osmosis (RO) process was evaluated for nutrient recovery performance in permeates of AnFCMBR and CEPS+DCMF processes. Chemical precipitation was performed on RO concentrate samples to recover struvite. With the innovative membrane-based hybrid wastewater treatment process, a net energy recovery potential of 0.126 kWh/m3 was attained by operating the AnFCMBR process at 6 hours hydraulic retention time, while an energy requirement of 0.08 kWh/m3 was attained and thus, an energy-positive process for treating MWW has been developed.Doctoral Thesis Amorf Bor Malzemelerin Simülasyonu(Abdullah Gül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2023) Yıldız, Tevhide Ayça; Durandurdu, MuratBoron-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, 0.50x0.95) 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