A materials informatics approach to understand processing-structure-property relationships in boron carbide ceramics
Bor karbür seramiklerde proses-yapı-özellik ilişkilerini anlamak için malzeme enformatiği yaklaşımı
- Tez No: 940768
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ IRMAK SARGIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Seramik Mühendisliği, Ceramic Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Seramiklerdeki karmaşık proses–yapı–özellik ilişkilerinin sınırlı düzeyde nicel olarak anlaşılması, yeni kompozisyonların ve üretim yöntemlerinin geliştirilmesini engellemekte olup, bu durum, özellikle bor karbür (B4C) seramikleri için kritik bir öneme sahiptir. Çünkü B4C, basınçsız yöntemlerle çok yüksek sıcaklıklar ve uzun süreli işlemler gerektiren son derece zor bir sinterleme davranışı sergilemekte ve bu durum üretim maliyetlerini önemli ölçüde artırmaktadır. Malzeme biliminde makine öğrenmesi algoritmalarının uygulanması ise, mevcut veriler üzerinden bu ilişkilerin nicel olarak belirlenmesini sağlayarak her aday malzemenin sentezlenmesi ve karakterize edilmesi ihtiyacını azaltan etkili bir alternatif sunmaktadır. Bu çalışmada, bor karbür (B4C) seramiklerinin yapısal tanımlayıcıları olan yoğunluk ve tane boyutu ile mekanik özelliklerini, örneğin kırılma tokluğunu, sertliğini ve eğilme mukavemetini tahmin etmek amacıyla, kayda değer doğruluklara sahip çeşitli makine öğrenimi modelleri geliştirilmiştir. Bilimsel literatürden elde edilen verilen kullanılarak geliştirilen bu modeller, hammadde bilgileri ve sinterleme değişkenlerini içeren proses parametrelerini girdi olarak almaktadır. Modellerin karar mekanizmaları, proses, yapı ve özellikler arasındaki ilişkilerin nicel olarak belirlenebilmesi amacıyla incelenmiştir. Belirlenen ilişkilerin yalnızca duruma özgü değil, açıklanabilir nitelikte olduğu görülmüş ve böylece çalışmanın daha geniş ve kapsamlı bir anlayış sunması sağlanmıştır. Ayrıca, seramik verilerinin doğası gereği çeşitlilik ve dağınıklık göstermesine rağmen, seramik enformatiğinin önemli bir araştırma alanı olma potansiyeline sahip olduğu gösterilmiştir. Zaman alıcı ve maliyetli deneme-yanılma yöntemlerine olan bağımlılığı azaltarak, geliştirilen malzeme enformatiği tabanlı modeller B4C seramiklerinin tasarımını, optimizasyonunu ve kullanımını önemli ölçüde hızlandırmakta; proses–yapı–özellik ilişkilerinin nicel olarak anlaşılması yoluyla daha sistematik ve veriye dayalı bir yaklaşımın benimsenmesini sağlamaktadır
Özet (Çeviri)
The limited quantitative understanding of complex processing–structure–property relationships in ceramics, which hinders the development of new compositions and production routes, is particularly critical for boron carbide (B4C) ones due to their extremely difficult sintering behavior, requiring very high temperatures and prolonged processing times with pressureless routes, and hence substantially increasing production costs. The application of machine learning algorithms in materials science offers an efficient alternative by enabling the quantification of these relationships based on existing data, thus reducing the need for synthesis and characterization of each candidate material. In this study, several machine learning models have been developed with respectable accuracies to predict the structural descriptors, namely density and grain size, and mechanical properties, such as fracture toughness, hardness, and flexural strength of B4C ceramics. By using data extracted from scientific literature, these models input processing parameters including the raw materials and sintering variables. The decision mechanisms of the models are analyzed to quantify the relationships between processing, structure, and properties. The identified patterns among these relationships were not solely case-specific but generally applicable, enabling the study to offer a broader and more comprehensive understanding. It has been shown that ceramics informatics holds significant potential as a research field, despite the inherently diverse and scattered nature of ceramics data. By reducing reliance on time-consuming and costly trial-and-error experiments, the developed materials informatics models significantly accelerate the design, optimization, and deployment of B₄C ceramics. This enables a more systematic, data-driven approach through the quantitative understanding of processing–structure–property linkages.
Benzer Tezler
- Ovulasyon indüksiyonu tedavisinde folliküler gelişimin ultrasonografik takibi
Başlık çevirisi yok
MERİH BAYRAM
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1987
Kadın Hastalıkları ve DoğumGazi ÜniversitesiKadın Hastalıkları ve Doğum Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MÜLAZIM YILDIRIM
- Çimentonun sertleşmesi üzerinde kimyasal komponentlerin etkisi
Başlık çevirisi yok
NACİYE TÜRKEL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA CEBE
- Bazı esterlerin kinetik incelenmesi ve termodinamik parametrelerin belirlenmesi
Kinetic study and detesmination of thermodnamic parameters of some esters
İBRAHİM TAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Kimya MühendisliğiUludağ ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA CEBE
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Atherosklerotik kalp hastalıklarında risk faktörleri
Risk factors in the coronary artery disease
MURAT SUHER
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT