Istanbul Technical University
Ulusal Üniversitelerarası Açık Erişim Sistemi - İstanbul Teknik ÜniversitesiNot a member yet
67356 research outputs found
Sort by
Veri bütünlüğü saldırıları altındaki güç sistemlerinde gerçek zamanlı geçici hal kararlılık tahmini için özgün bir yaklaşım
No full textThesis (Ph.D.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025This thesis presents a comprehensive and innovative framework for addressing one of the most critical challenges in modern power systems—maintaining transient stability under the threat of cyber attacks, particularly false data injection attacks (FDIAs). The work integrates robust dynamic state estimation with state-of-the-art machine learning algorithms and dedicated cyber-resilient measures to ensure reliable and accurate real-time transient stability prediction even as power grids grow in complexity. The framework is organized into two primary components. The first component focuses on high-fidelity data acquisition from Phasor Measurement Units (PMUs), which deliver high-frequency, synchronized electrical measurements. These measurements are enhanced by dynamic state estimates obtained via a Square-Root Unscented Kalman Filter (SR-UKF). By incorporating dynamic state variables such as rotor angles, rotor speeds, and internal voltage components, the framework creates an enriched feature space that significantly improves the fidelity of transient stability predictions. To mitigate cybersecurity risks, the thesis introduces an additional cyber-resilient layer. This layer features a hybrid Convolutional Neural Network–Long Short-Term Memory (CNN-LSTM) anomaly detector designed to identify subtle deviations in estimation residuals indicative of FDIAs. Upon detection of a potential cyber attack, a measurement recovery module—based on a Wasserstein Generative Adversarial Network with Gradient Penalty (WGAN-GP) adversarial autoencoder (AAE)—is invoked to reconstruct and restore compromised data prior to stability analysis. The predictive aspect of the framework is driven by two ensemble approaches. One approach is a voting classifier that combines several machine learning models—including a Multi-Layer Perceptron (MLP), Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), Convolutional Neural Network (CNN), and Light Gradient Boosting Machine (LightGBM)—using a weighted soft voting mechanism. This method effectively leverages the complementary strengths of the individual models to achieve robust transient stability predictions under noisy and adversarial conditions. The second approach is a stacking ensemble that integrates predictions from deep transformer base learners through an XGBoost meta-learner, providing an additional layer of refinement to the overall prediction accuracy. Extensive simulations on the benchmark NPCC 48-machine, 140-bus system demonstrate significant improvements in prediction accuracy when dynamic state estimates are incorporated. The results convincingly show that the integrated framework not only enhances prediction performance but also robustly mitigates the adverse effects of FDIA, rendering it highly suitable for real-time operational deployment. From an academic standpoint, this thesis makes a notable contribution by addressing the dual challenges of transient stability prediction and cyber resilience. It pushes the frontier of research by combining model-based dynamic state estimation with advanced machine learning techniques to improve both accuracy and reliability. Future work might focus on scaling the framework for larger systems, further robustness evaluations under different noise and attack scenarios, and integration into existing control center architectures. Overall, the proposed methodology represents a significant advancement in the field of power system stability analysis.Ph.D
Investigation of recovery of current collectors and polymers in end-of-life NMC and LCO type lithium-ion batteries by flotation method
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Günümüzde elektrikli araçlar ve taşınabilir elektronik cihazların yaygınlaşmasıyla birlikte, lityum iyon bataryaların (LiB) kullanımı hızla artmaktadır. Bu durum, kullanım ömrünü tamamlamış bataryaların miktarının da paralel olarak artmasına yol açmaktadır. LiB'lerin geri dönüştürülmesi, hem çevresel sürdürülebilirlik hem de ekonomik kaynakların korunması açısından büyük önem taşımaktadır. Özellikle bataryalarda bulunan bakır (Cu), alüminyum (Al), lityum (Li), kobalt (Co), nikel (Ni) ve manhan (Mn) gibi yüksek değerliliğe sahip metallerin geri kazanımı, atık yönetimi kadar stratejik hammadde politikaları açısından da kritik önem arz etmektedir. Bu tez çalışmasında, kullanım ömrünü tamamlamış NMC (LiNiMnCoO2) ve LCO (LiCoO2) tipi karışık LiB'lerin bileşenlerinden plastiklerin ve toplayıcı akım elektrotların (Cu ve Al) flotasyon yöntemi ile geri kazanımında etkin faktörlerin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında ilk olarak, deşarj edilmiş LiB'lere boyut küçültme ve sınıflandırma işlemleri uygulanmıştır. En uygun fraksiyonun belirlenmesine yönelik olarak iki farklı boyut grubu üzerinde çalışmalar gerçekleştirilmiştir: −4+0,2 mm ve −2+0,212 mm. Yapılan ön deneyler sonucunda, −2+0,212 mm boyut grubu bakır konsantresinin içeriği ve verimi bakımından en uygun fraksiyon olarak ön plana çıkmaktadır. Bu boyut grubu kullanılarak flotasyon performansını etkileyen çeşitli işlem parametrelerini optimize etmek amacıyla toplayıcı tipi, ortam pH'ı, köpürtücü tipi, canlandırıcı kullanımı ve karıştırma hızı gibi değişkenler seçilmiştir. Toplayıcı olarak KAX, Aerophine 3418A, Aero-3739, Aero-3473, Aerofloat-242 ve Aerofloat-211 reaktiflerinin bakır flotasyonundaki etkisi incelenmiştir. Deneyler sonucunda en yüksek Cu içerik ve verim oranlarına, 1500 g/t Aero-3473, 300 g/t MIBC, 15 dakika kondisyon süresi ve 6 dakika flotasyon süresi kullanıldığında ulaşılmıştır. Bu koşullarda, %87,63 Cu içeriğine sahip bir bakır konsantresi %95,7 Cu verimi ile elde edilirken, %73,07 Al içeriğine sahip alüminyum konsantresi %90,7 Al kazanma verimi ile üretilmiştir. Ortam pH'nın etkisinin inceendiği deneyler sonucunda, doğal pH'da (8,3) yapılan flotasyon deneylerinde, yüksek seçicilik ve kazanma oranlarına ulaşılmıştır. Köpürtücü tipi olarak çam yağı, Dowfroth-250, MIBC ve F-549 kullanılarak deneyler yapılmış olup, en etkili köpürtücünün MIBC olduğu belirlenmiştir. Canlandırıcı etkisini gözlemlemek amacıyla yapılan deneylerde, CuSO4 varlığında gerçekleştirilen flotasyon işlemlerinde anlamlı bir iyileşme gözlenmemiş, dolayısıyla canlandırıcı kullanımının gerekli olmadığı sonucuna ulaşılmıştır. Çalışmanın son aşamasında, karıştırma hızının flotasyon verimine etkisi değerlendirilmiştir. 1200, 1500 ve 1800 dev/dk hızlarında yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, 1500 dev/dk hızında en yüksek içerik ve verim değerleriyle Cu konsantresi üretilebileceği anlaşılmıştır. Tüm bu veriler, iri boyuttaki atık batarya malzemeleri için flotasyon yönteminin yüksek seçicilikle uygulanabilir olduğunu ve değerli metallerin verimli bir şekilde zenginleştirilebileceğini göstermektedir. Flotasyon işleminden sonra, batan ürüne manyetik ayırma ve elektrostatik ayırma yöntemleri uygulanmıştır. Flotasyondan elde edilen batan ürün kasa metallerinin ayrılması için manyetik ayırma işlemlerine tabi tutulmuştur. Yüksek alan şiddetli REMS tipi kuru manyetik ayırıcı ve diskli kuru manyetik ayırıcı kullanılarak yapılan manyetik ayırma deneyleri sonucunda, Al metalinin manyetik olmamasına rağmen, yüzeylerinde kalan katot aktif maddeler nedeniyle önemli bir bölümünün manyetik ve araürüne geçtiği gözlemlenmiştir. Cu tanecikleri ise, üzerindeki grafitin daha kolay sıyrılması nedeniyle ve grafitin de manyetik özelliğe sahip olmaması nedeniyle çoğunlukla manyetik olmayan üründe toplanmıştır. Polimerler ise yüksek oranda manyetik olmayan fraksiyonda toplanmış, diskli ayırıcı ile daha seçici olarak ayrılmıştır. Son aşamada ise elektrostatik ayırma yöntemi ile yalıtkan özellikteki polimer taneciklerini iletken özellikteki Cu ve Al taneciklerinden ayrıştırılması hedeflenmiş ve flotasyon kademesinde yüzemeyip batan üründe kalan polimerler başarıyla uzaklaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, flotasyon, manyetik ve elektrostatik ayırmanın birlikte kullanıldığı entegre bir fiziksel yöntem kombinasyonunun, iletken metallerin ve aktif elektrot malzemelerinin yüksek saflıkta ve en az kimyasal kullanımı ile geri kazanımında etkili bir yaklaşım sunduğunu ortaya koymuştur.Yüksek Lisan
Bartle'ın oyuncu türleri açısından insan psikolojisi ile oyun içi tercihleri arasındaki ilişkinin analizi
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025Video games have evolved beyond mere entertainment into digital spaces where individuals explore identity and act independently of social norms. With increasing realism, games enable players to reflect their personality traits through their in-game behaviors. This thesis investigates the relationship between individuals' real-life personality traits and their player types in digital games. It focuses on how demographic variables such as age, gender, education, socioeconomic status, and gaming habits influence in-game behaviors. The study employs a quantitative methodology using a questionnaire including the Bartle Player Type Model and the Five Factor Model. The questionnaire was approved by the Istanbul Technical University Ethics Committee and distributed through snowball sampling via social media, resulting in 417 responses. After data cleaning, 411 valid responses were analyzed using correlation, ANOVA, and Tukey's Honestly Significant Difference tests, visualized through Python. The findings revealed no significant differences between those who played massively multiplayer online role-playing games and those who did not, suggesting the applicability of the Bartle model beyond its original context. Consistent correlations were observed across all categories, most notably between Openness and Explorer, and Agreeableness and Socializer. Demographic subgroups generally yielded similar results, though the most notable differences appeared in gender. Female Socializers showed higher Conscientiousness, whereas male Socializers displayed higher Agreeableness. Within the massively multiplayer online role-playing games group, women exhibited stronger Socializer traits than men, whereas men showed stronger Explorer traits than women. Further analysis identified the most variation in the Killer type, while the Achiever type showed no significant differences. Age and education level showed no notable impact. Individuals with higher Agreeableness tended to spend more time playing. Interestingly, Socializer types were more common among participants with lower socioeconomic status, while Explorer traits were more frequent in those with limited massively multiplayer online role-playing games experience. Openness was higher among younger players with lower socioeconomic backgrounds and less weekly game time. The study concludes that both personality traits and demographic characteristics influence player types and gaming motivations. Players with similar personalities exhibited different in-game behaviors depending on demographic context. This highlights the shaping role of demographic factors in the relationship between personality and player type. Notable patterns include gender-based motivational differences: women often viewed games as an escape and engaged more in social interaction despite being highly responsible in real life, whereas men integrated gaming with their real-life personalities, displaying helpful and cooperative behavior. Socioeconomic status also influenced motivation as lower-status individuals played to socialize, while those with higher status played for competition or escape. Additionally, longer massively multiplayer online role-playing games playtime correlated with a shift from exploration to social interaction, indicating the need for mechanics that sustain Explorer-type players. Overall, this research contributes to the understanding of individual differences in digital games, offering insights for player-centered game design and the role of games in identity formation and socialization. This demonstrates that games serve not only as a source of entertainment but also as a space for identity formation and escapism, particularly for disadvantaged demographic groups. It also suggests potential strategies for enhancing the long-term engagement of massively multiplayer online role-playing games. However, the study has limitations. Its limited time frame design prevents observing changes over time, and self-report data may be biased. Although the Bartle model is widely used, it was originally developed for players of Multi-User Dungeons which is the early forms of today's massively multiplayer online role-playing games and may not fully capture the behavior of other player types. The cultural homogeneity of participants limits generalizability. Future studies should address these limitations through longitudinal, behavioral, and cross-cultural approaches.M.Sc
Sabit offshore platformunun sismik uyarılara karşı tepkisi ve yorgunluk hasar değerlendirmesi
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025The expansion of offshore structures (both reinforced concrete and steel) has seen significant growth since the mid-20th century, driven by the increasing global demand for energy and the need to exploit marine energy resources. These structures have been developed at varying sea depths, ranging from shallow coastal waters to deeper offshore locations. Given the harsh and complex marine environment, offshore platforms are subjected to numerous external forces throughout their Service life. These include wave loads, wind pressures, ocean currents, seismic activity, and fatigue damage. As a result, these platforms must be designed as elevated, resilient, and robust systems capable of withstanding these diverse and dynamic loading conditions. The cumulative effect of these external forces presents substantial risks to the integrity of structural elements, potentially leading to partial or total failure of the platform. Such structural failures can result in serious environmental hazards and significant economic losses. This thesis presents a comprehensive static and dynamic analysis of a hypothetical fixed offshore platform situated in the Mediterranean Sea, off the coast of Türkiye. The structural model was developed and analyzed using the SACS V16 finite element software. The study primarily investigates the effects of seismic and wave-induced loads on the platform and evaluates its structural performance under these combined actions. The objective is to assess the platform's safety, durability, and long-term reliability through detailed numerical simulations, contributing to the broader understanding of offshore structural behavior in challenging marine environments. The ability of offshore structures to withstand seismic loading and resist fatigue damage is a critical design consideration universally recognized by engineers and researchers. These factors play a pivotal role in the structural assessment and design of offshore platforms, where the intensity of such demands is largely influenced by the platform's geographical setting—particularly when located in seismically active regions or environments subjected to severe and recurrent wave action. To evaluate the seismic response of the fixed offshore structure, a nonlinear dynamic time history analysis was performed using three ground motion records in accordance with ISO 19901-2:2004 standards. The selected ground motions were carefully chosen based on the criteria outlined in the same standard and were spectrally matched to the target elastic response spectrum with 5% viscous damping using the SeismoMatch software. The time history analysis was conducted employing the implicit time integration method to ensure accurate representation of the structure's dynamic behavior under seismic excitation. A comprehensive report was conducted to evaluate the stress distribution in the tubular joints and the associated fatigue damage in the fixed offshore structure under the influence of environmental and wave loads from all directions. This assessment contributes to estimating the platform's theoretical Service life. The numerical fatigue analysis was based on the S–N curve methodology in accordance with API standards, employing the spectral wave analysis approach to assess cumulative fatigue damage. The findings offer valuable insights into the structural integrity, safety, and long-term reliability of fixed offshore platforms.Yüksek Lisan
Structural analysis of different types of floating docks by finite element method
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Yüzer havuzlar, su üstü araçlarının bakım ve onarım işlemlerinin karada daha hızlı ve maliyet etkin bir şekilde gerçekleştirilmesine olanak tanımaktadır. Farklı operasyonel gereksinimleri karşılamak üzere çeşitli konfigürasyonlarda tasarlanan yüzer havuzların dünya genelinde 30'dan fazla farklı tipi kullanılmakta olup her biri kendine özgü yapısal özelliklere sahiptir. Bu çalışmada, yaygın olarak kullanılan iki yüzer havuz tipi olan Rennie ve Keson (Caisson) tiplerinin geometrik tasarımı ve yapısal analizi sonlu elemanlar yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Keson tipi yüzer havuz, temel tasarım prensipleri Rennie tipi yüzer havuza dayanan, ancak mukavemet açısından daha gelişmiş bir yapıya sahip olan bir konfigürasyondur. Bu nedenle, çalışmada Rennie tipi yüzer havuzun modernizasyon yoluyla Keson tipine dönüştürülerek yapısal performansının nasıl iyileştirilebileceği de ele alınmıştır. Çalışmanın temel amacı, bu iki havuz tipinin yapısal farklılıklarının sehim (deflection) davranışı üzerindeki etkilerini incelemektir. Bu amaç doğrultusunda, öncelikle her iki yüzer havuzun üç boyutlu sonlu elemanlar modelleri oluşturulmuş ve analizleri gerçekleştirilmiştir. Analizlerde, gemilerin omurga blokları üzerindeki yük dağılımları, havuz yapısındaki gerilme ve deformasyon dağılımı gibi kritik yapısal faktörler ele alınmıştır. Model doğrulama aşamasında, gerçek bir havuzlama operasyonu sırasında alınan deneysel sehim verileri ile sayısal analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Havuzda yer alan analog ölçüm sisteminden alınan sehim verileri, model doğrulamasında referans alınarak hata oranı değerlendirilmiştir. Yapılan karşılaştırmalar sonucunda modelin, deneysel veriler ile uyumlu sonuçlar ürettiği tespit edilmiştir. Nümerik analizler sonucunda, Keson tipi yüzer havuzun Rennie tipine kıyasla daha yüksek yapısal mukavemete sahip olduğu belirlenmiştir. Rennie tipi yüzer havuzun braket bölgelerinde lokal gerilme yığılmaları tespit edilmiştir ve bu bölgelerde gerilme seviyelerinin malzeme akma gerilmesini aştığı görülmüştür (yalnızca lokal plastik şekil değiştirme). Buna karşılık, Keson tipi yüzer havuzda yapının genelinde oluşan gerilme değerleri akma gerilmesinin altında kalmaktadır. Ayrıca, yapılan sehim analizleri, Rennie tipi yüzer havuzun Keson tipi yüzer havuza kıyasla yaklaşık %38 daha fazla deformasyona uğradığını göstermiştir. Tüm bu bulgular, Rennie tipi bir yüzer havuzun modernize edilerek Keson tipine dönüştürülmesinin yapısal performansı artırmak için uygulanabilir bir strateji olduğunu ortaya koymaktadır. Sonuçlar, yüzer havuzların yapısal tasarım süreçlerinin optimize edilmesine ve mevcut yapıların modernizasyon yöntemleriyle güçlendirilmesine yönelik önemli mühendislik çıkarımları sunmaktadır.Yüksek Lisan
YL EBT 596
No full textEnerji Enstitüsünde "EBT 696 - Bilimsel Araş.,Etik ve Seminer" dersi kapsamında "Fikirden Etkiye: Akademide Yazmak, Paylaşmak ve Birlikte Çalışmak" ana başlığı ile verilen üç serilik seminer derslerinin sunumları yer almaktadır.
Seminer 1: Akademik Dünyayı Anlamak: Yayıncılık Ekosistemi, Açık Bilim ve Açık Erişim,Akademik Dürüstlük
Seminer 2: Etkili Akademik Yazım: Kütüphane Kaynak ve Araçlarıyla Makalenizi İnşa Etmek, Bir Araştırma Makalesinin Yapısı: IMRAD Formatı, Dergi Seçimi
Seminer 3: Yapay Zeka, İşbirliği ve Görünürlük:Bilimsel Araştırmalarda Üretken Yapay Zeka (ÜYZ) Kullanımı,Akademik Profilinizi ve İş Birliklerinizi Geliştirme,Bilimsel Çalışmalarınızın Etkisini ve Görünürlüğünü Artırma
Immobilization of cobalt-containing radioactive waste in ceramics for long-term storage in deep radioactive waste storage
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Artan dünya nüfusu ve gelişmekte olan teknolojilerle birlikte dünya üzerinde enerjiye olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Artan enerji ihtiyacını karşılamak için büyük oranda fosil yakıtlar kullanılmaktadır. Fosil yakıtlar ise iklim değişikliğine neden olan sera gazı emisyonlarının çoğundan sorumludur. Ülkeler iklim değişikliği kaynaklı krizlerin ve zararların olumsuz etkilerini en aza indirmeyi hedefleyerek İklim Kanunu hazırlamaktadır. Bu kanun kapsamında iklim değişikliğiyle mücadele etmek için sera gazı emisyonlarınının azaltılması hedeflenmektedir. Bu gelişmeler doğrultusunda ülkeler fosil yakıtlar yerine yenilenebilir ve sürdürülebilir enerji kaynaklarına yönelmektedir. Nükleer enerji santralleri sahip oldukları yüksek enerji potansiyeli, düşük işletme maliyeti ve atmosfere saldığı kirletici miktarının düşük olmasıyla ön plana çıkmaktadır. Bununla birlikte nükleer santrallerin yüksek kurulum maliyetlerinin olması, olası nükleer kaza riskleri ve oluşan radyoaktif atıkların yönetimi gibi dezavantajları da bulunmaktadır. Radyoaktif atıkların kaynağı tek başına nükleer santraller olmamakla birlikte oluşan yüksek seviye radyoaktif atıkların büyük kısmı bu santrallerden kaynaklanmaktadır. Ülkemizde yapımı devam eden Akkuyu Nükleer Güç Santrali Türkiye'nin ilk nükleer güç santralidir. Sinop ilinde de nükleer enerji santrali kurulması planlanmaktadır. Bu yüzden ülkemizde de radyoaktif atık yönetiminin önemi kurulacak olan nükleer santrallerle birlikte artmaktadır. Özellikle yüksek seviye atıkların bertarafı üzerine çalışmalar önem arz etmektedir. Radyoaktif atıklar; nükleer tıp, araştırma reaktörleri, üniversitelerin radyokimya laboratuvarları, nükleer enerji reaktörleri, nükleer araştırma laboratuvarları, endüstriyel kaynaklar gibi değişik uygulama alanlarında değişik aktivite, fiziksel ve kimyasal durumlarda ortaya çıkmaktadır. Yüksek düzey radyoaktif atıklar, cam, seramik, camsı seramikler ve cam kompozit materyaller içinde immobilize edilerek jeolojik nihai atık saklama alanlarında saklanabilirler. Seramik tozlarından belirli bir şekil oluşturmak için presleme, izostatik presleme, enjeksiyon kalıplama gibi çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Şekillendirilmiş seramiklerin erime sıcaklığı altında ısıtılma işlemine sinterleme denmektedir. Bu çalışmanın amacı ülkemizin doğal mineral rezervlerini kullanarak radyoaktif atıkların immobilizasyonu için yüksek kimyasal ve mekanik dayanıma sahip seramik matrisleri geliştirmektir. Bu amaçla feldspat kullanılarak uygun kompozisyonla hazırlanan seramiklerde, önemli fisyon ürünlerinden biri olan 60Co'ın immobilizasyonu gerçekleştirilmiştir. Daha sonra, atık içeren ana matris ve matris kompozisyonlarının yeraltında uzun süreli depolama koşullarına uygunluğu ayrıntılı testlerle incelenmiştir. Atık içeren seramik ürünlerin kimyasal dayanımları analiz edilerek birim kütle kayıplarına göre ortalama çözünme hızları (g/cm2 dak) bulunmuştur. Seramiklerin yapısal analizi FTIR ve XRD ile yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar, seramik yapının 60Co'ın immobilizasyonu için uygun bir matris olduğunu göstermektedir.With the increasing world population and developing technologies, the global need for energy is increasing daily. Fossil fuels are largely used to meet this growing energy demand. Fossil fuels, in turn, are responsible for the majority of greenhouse gas emissions that cause climate change. Countries are drafting Climate Laws to minimize the negative impacts of climate change-related crises and damage. This law aims to reduce greenhouse gas emissions to combat climate change. In line with these developments, countries are turning to renewable and sustainable energy sources instead of fossil fuels. The need for reliable, safe, competitive, sustainable and accessible energy sources that take into account the environment, society and future generations brings nuclear power plants to the forefront compared to other alternatives. Nuclear power plants do not emit carbon during operation. For this reason, the contribution of nuclear power plants is very important in the fight against the climate crisis, which has been on the agenda in recent years and whose effects are closely felt. The change in energy has led to an increase in the demand for nuclear power plants and has also started to be brought to the agenda again all over the world against global warming. The nuclear industry is rapidly developing as a sector that uses the world's most advanced technologies. Today, power plants that produce electrical energy intensively also create waste. The nuclear industry is considered one of the rare industries that shows extreme care and attention to its waste and that the implementation of regulations based on laws is meticulously supervised by independent bodies. In addition, the management of radioactive waste generated from these facilities is also gaining importance. The Akkuyu Nuclear Power Plant, currently under construction in Turkey, is Turkey's first nuclear power plant. A nuclear power plant is also planned for Sinop province. Therefore, the importance of radioactive waste management in our country increases with the construction of new nuclear power plants. Studies on the disposal of high-level waste are particularly important. Radioactive waste is generated in various activity, physical, and chemical states in various application areas, including nuclear medicine, research reactors, university radiochemistry laboratories, nuclear energy reactors, nuclear research laboratories, and industrial sources. Nuclear energy is the most significant source of this type of waste due to the larger volumes produced and its long-lasting nature. With the construction of nuclear power plants in Akkuyu and Sinop in Turkey, the amount of radioactive waste generated will also increase. At the same time, radioactive waste management is gaining importance. Radioactive waste includes nuclear and radioactive materials with activity concentrations above clearance limits that are not intended for further use, as well as structures, systems, components, and materials that are contaminated with radioactive material or have become radioactive. These wastes arise from nuclear energy production, nuclear weapons production, medical radiology applications, industrial processes, and research activities. Radioactive waste can pose serious risks to the environment and human health, depending on the type and half-life of the radioisotopes it contains. Therefore, it must be collected, transported, processed, stored, and disposed of under special conditions. The classification of radioactive waste basically consists of three categories. These stand out as low-level waste, medium-level waste and high-level waste, respectively. The lowest volumetric amount of the total amount of radioactive waste generated is high-level waste. At the same time, these wastes constitute a very large portion of the total amount of radioactive waste on earth. Therefore, the management of high-level radioactive waste is of great importance. High-level wastes are wastes containing radionuclides with long half-lives and high activity concentrations sufficient to generate significant heat during radioactive decay. Wastes generated by fission or reprocessing in nuclear power plants fall into this category. Because high-level wastes generate significant heat, they must be cooled in cooling ponds. They must then be disposed of in deep, underground storage areas using shielding procedures. The safety and effective management of radioactive waste has been important since the beginning of the nuclear industry. Nuclear waste management covers all activities of processing, treatment, conditioning, transportation, storage and final disposal. Radioactive wastes are formed in various stages of the nuclear fuel cycle, including uranium mining and processing, fuel preparation, reactor operation and reprocessing of spent fuels. Apart from these sources; radioactive wastes can occur as a result of the increasing use of radioisotopes in medicine, industry and agriculture. Immobilization is defined as the conversion of a waste into a waste form through solidification, embedding, or encapsulation. Immobilization facilitates the handling, transportation, storage, and disposal of radioactive waste. Waste immobilization is generally achieved by chemically incorporating radionuclides into the structure of a glass or ceramic matrix. This isolates and retains radionuclides from the environment. Immobilization is crucial for intermediate storage and transportation before final disposal of waste. High-level radioactive wastes can be immobilized in glass, ceramics, glassy ceramics and glass composite materials and stored in geological final waste storage areas. Although wastes can be reduced to smaller volumes with the vitrification method and products with high chemical and mechanical strength can be obtained, the waste intake capacity in the glass matrix is limited to 20-35% (wt). In ceramics, glassceramics and glass composite materials developed later, the waste intake capacity can increase to 50-70% (wt) and at the same time, high-strength materials can be obtained. Various methods such as pressing, isostatic pressing and injection molding are used to create a certain shape from ceramic powders. The process of heating shaped ceramics below their melting temperature is called sintering. Sintering is a complex process affected by many factors such as temperature, sintering time, pressure and atmospheric composition, all of which determine the final properties of the sintered product. In order to improve the quality of sintered components, it is necessary to optimize the sintering process. The aim of this study is to develop ceramic matrices with high chemical and mechanical strength for the immobilization of radioactive wastes using our country's natural mineral reserves. For this purpose, the immobilization of 60Co, one of the important fission products, was carried out in ceramics prepared with a suitable composition using feldspar. Then, the suitability of the main matrix and matrix compositions containing waste for long-term storage conditions underground was examined with detailed tests. The chemical strengths of the ceramic products containing waste were analyzed and the average dissolution rates (g/cm2 min) were found according to unit mass losses. The structural analysis of the ceramics was performed by FTIR, XRD and SEM. The obtained results show that the ceramic structure is a suitable matrix for the immobilization of 60Co.Yüksek Lisan
Women and the city: Mothers in İstanbul urban mobility analysis
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Bu tez, İstanbul'da yaşayan annelerin kent içi hareketliliğini toplumsal cinsiyet temelli faktörler üzerinden mekânsal olarak incelemektedir. Annelerin kent mekanıyla ilişkisi; hareketlilik, bakım emeği ve toplu taşıma gibi unsurlar çerçevesinde ele alınmış, kadın hareketliliğinin görünürlüğü artırılmaya çalışılmıştır. Literatürde kadın hareketliliği konusu bilinse de, yeterince derinlemesine incelenmemiştir. Toplumsal cinsiyet rolleri kadınların kamusal alandaki yerini sınırlamakta ve ulaşım politikaları genellikle bu farklılıkları göz ardı etmektedir. Kadınlar genellikle bakım temelli ve zorunlu hareketliliklere sahiptir; toplu taşıma kullanımı yaygın olsa da sistem cinsiyet körü tasarlandığında kadınların ihtiyaçlarına yanıt verememektedir. Bu bağlamda İBB'nin 2020'de başlattığı Anne Kart uygulaması örnek alınmıştır. 0–4 yaş çocuk sahibi annelere ücretsiz toplu ulaşım hakkı tanıyan bu kartın verileri, TÜİK sosyo-demografik bilgileriyle birlikte analiz edilmiştir. ArcGIS Pro ve SPSS kullanılarak tematik, bivariate haritalar ve kümelenme analizleri yapılmış; politika geliştirme açısından öncelikli mahalleler belirlenmiştir. Analizler, kent merkezinde hareketliliğin yüksek olduğunu, fakat bu alanlarda kadın-çocuk nüfusunun düşük kaldığını göstermiştir. Yoğun konut bölgelerinde ise bakım emeğine dayalı zorunlu hareketlilik yaygındır. Anne Kart hareketliliği artırsa da toplumsal roller üzerindeki etkisi sınırlıdır. Etkin, eşitlikçi politikaların mahalle ölçeğinde ve çok aktörlü bir yaklaşımla geliştirilmesi gereklidir.Yüksek Lisan
Genetik algoritma ile aeroelastik optimizasyon
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025Aeroelasticity is the field studying the simultaneous and coupled interaction of aerodynamic, elastic, and inertial forces. It has proven to be a critical consideration in aircraft design, as evidenced by numerous early aviation failures that resulted from neglecting these complex interactions. This discipline encompasses both dynamic and static analyses of wing-like structures, addressing phenomena such as flutter, divergence, buffeting, and aileron reversal that emerge from the intricate interplay of these three fundamental force systems. The challenge lies in the highly relationship between design variables and aeroelastic behavior: small parameter changes can dramatically shift the equilibrium between aerodynamic, elastic, and inertial forces, producing disproportionate effects on structural response. Given this complexity, predicting aeroelastic behavior through isolated examination of design variables is impractical, making sophisticated optimization methods indispensable for navigating this coupled multiphysics design space. Optimization, fundamentally, is the process of enhancing an objective function through algorithmic approaches. While various classification schemes exist, the distinction between gradient-based and gradient-free methods is particularly relevant for aeroelastic problems. Gradient-based methods utilize partial derivatives of the objective function to navigate the design space, but their applicability is limited by requirements for differentiability and continuity constraints that can be problematic in complex aeroelastic systems with discontinuous behavior. In contrast, gradient-free methods employ stochastic search strategies, with genetic algorithms being particularly notable for their biological inspiration. These algorithms mirror evolutionary principles, where superior solutions propagate to subsequent generations while inferior ones are eliminated, even incorporating concepts like genetic mutation to explore the solution space. The effectiveness of such optimization frameworks in aeroelastic applications has been validated using standard benchmark functions, including the Ackley and Eggholder functions, demonstrating their capability to handle the complex, multi-modal design spaces characteristic of aeroelastic optimization problems. The practical application of these optimization principles is demonstrated in this study through the aeroelastic optimization of an unswept, zero taper ratio wing using genetic algorithms. The optimization framework considers a comprehensive set of design variables including chord length, wing length, elastic axis location, static unbalance parameter, bending and torsional stiffness, mass distribution properties, and natural frequency characteristics. These variables are strategically categorized as either independent parameters that directly controlled by the algorithm within specified bounds or dependent variables that emerge from the independent choices. While wing length and chord length remain constant, other independent variables such as elastic axis location, static unbalance, and stiffness properties are optimized within prescribed limits. The optimization targets two critical aeroelastic phenomena: flutter and divergence speeds, both representing catastrophic failure modes for wing structures. Flutter analysis employs Galerkin discretization coupled with Theodorsen aerodynamics, identifying the critical speed as the lowest airspeed where structural damping vanishes. Divergence speed is determined through a differential equation governing the torsional degree of freedom. The genetic algorithm optimization framework, validated using benchmark functions such as Ackley and Eggholder functions, selects the lower of these two speeds as the critical constraint. This approach not only determines optimal design configurations but also provides insights into the parametric sensitivity of aeroelastic behavior, revealing how each design variable influences the critical speeds and overall structural performance. The optimization architecture was implemented using the Python programming language. The open-source nature and data structure capabilities make Python suitable for genetic algorithm optimization. The genetic algorithm components were custom-coded rather than relying on built-in or community-provided modules, to maintain full control over the parameters. Flutter speed and divergence speed calculations were implemented as functions to allow repeated use within the algorithm. These functions serve as the objective functions in the genetic algorithm optimization. Parallel processing was utilized for faster generation loops. Although the critical speed calculations within a generation can be distributed across multiple processors, the algorithm waits for all calculations to complete due to the dependency between generations. The impact of genetic algorithm parameters on the optimization process was analyzed. The final optimization was run with tuned parameters. The population size decreased linearly, while the crossover and mutation rates decreased exponentially across generations to improve optimization efficiency. A large population and high mutation and crossover rates enabled the algorithm to explore the broader design variable space and make aggressive changes to search for optimal solutions in the early generations, whereas the reduced population size in later generations shortened runtime, and the lower mutation and crossover rates allowed the algorithm to stabilize without forcing aggressive changes on design variables. The optimization results, stored systematically and visualized through graphs and spreadsheets, demonstrate the genetic algorithm's effectiveness in determining optimal design variables for maximizing aeroelastic stability limits. The framework successfully identifies design configurations that maximize critical speeds while respecting all imposed constraints. This study provides a valuable tool for the preliminary design phase of subsonic aircraft, enabling engineers to optimize wing structures for aeroelastic performance before committing to detailed design work. The methodology presented here can be readily adapted to other wing configurations and extended to incorporate additional design constraints and objectives, making it a versatile framework for aeroelastic optimization in aerospace applications.Aeroelastisite, aerodinamik, elastisite ve dinamik bilim dallarının kesişiminde yer alan disiplinlerarası bir mühendislik alanıdır. Bu bilim dalı, özellikle uçak kanatları ve benzeri yapılar gibi hava araçlarının yapısal elemanlarının, üzerinde etki eden hava akışıyla olan etkileşimini inceler. Kanat ve benzeri yapıların statik ve dinamik davranışları, aerodinamik kuvvetler ile yapısal tepkiler arasındaki karmaşık karşılıklı etkileşimler kapsamında ele alınır. Aeroelastisitenin temel problem alanlarından bazıları, çırpınma (flutter), diverjans ve kontrol yüzeyi tersliğidir. Bu fenomenler, kanat yapısının hem uçuş güvenliği hem de performans açısından kritik parametreleri arasında yer alır. Tarihsel süreçte, uçuşun ilk dönemlerinde aeroelastisite göz ardı edilmiş ve bu nedenle birçok kazalar yaşanmıştır. Özellikle uçakların yapısal dayanımı ile aerodinamik kuvvetlerin uygun dengelenememesi, çeşitli felaketlere yol açmıştır. I. ve II. Dünya Savaşları sırasında, uçakların hafifliği, yüksek hızlarda kararlılığı ve güvenliği gibi gereksinimler, aeroelastisite alanına olan ilgiyi artırmıştır. Bu dönem, aeroelastik etkileşimlerin anlaşılması ve uçak tasarımlarına entegre edilmesi yönünde önemli araştırmaların yapılmasına sahne olmuştur. Çırpınma (flutter), aeroelastisitenin dinamik bir kararsızlık türüdür. Kanadın eğilme ve burulma hareketleri arasında oluşan etkileşim, belirli hızlarda kararsız ve artan salınımlar yaratır. Bu salınımlar zamanla büyüyerek yapının yapısal sınırlarını aşabilir ve kritik seviyede deformasyona ya da yapısal hasara neden olabilir. Çırpınmanın karakteristiği, bu salınımların giderek büyüyen ve sönümsüz hale gelen osilasyonlar olmasıdır. Diverjans ise yapısal ve aerodinamik etkiler arasındaki statik bir kararsızlık durumudur. Diverjans, kanadın aerodinamik momenti ile hücum açısı arasındaki pozitif geri beslemenin sürekli artması sonucunda ortaya çıkar ve bu da kanadın ani yapısal başarısızlığına yol açar. Çırpınmadan farklı olarak, diverjans süreci tek yönlü, sönümsüz olmayan ve artan deformasyon karakterine sahiptir. Uçak kanatlarının tasarımında aeroelastik gerekliliklerin karşılanması, çok boyutlu ve karmaşık bir tasarım problemidir. Kanat ve benzeri yapılar üzerinde etkili olan çok sayıda tasarım değişkeni, aeroelastik performans üzerinde doğrudan etkiye sahiptir. Bu değişkenler arasındaki kombinasyonlar ve bunların etkileşimleri, tasarım uzayının çok boyutlu ve karmaşık olmasına neden olur. Bu nedenle, tasarım değişkenlerinin deneme-yanılma yöntemiyle optimum kombinasyonunun bulunması oldukça zordur. İşte bu noktada, optimizasyon teknikleri devreye girer. Optimizasyon, sistem performansını artırmak için değişkenlerin en uygun kombinasyonunu belirleme sürecidir. Matematiksel açıdan optimizasyon yöntemleri, genel olarak iki ana kategoriye ayrılır: türevsel optimizasyon yöntemleri ve türevsel olmayan optimizasyon yöntemleri. Türevsel optimizasyon yöntemleri, hedef fonksiyonun türevlerini kullanarak optimum noktaya ulaşmaya çalışır. Bu yüzden, fonksiyonun türevlenebilir ve süreklilik şartlarını sağlaması gerekir. Bu yöntemler matematiksel olarak iyi tanımlanmış ve düzgün fonksiyonlarda oldukça etkilidir. Ancak aeroelastisite problemleri gibi karmaşık ve nonlineer sistemlerde fonksiyonlar bazen karmaşık, düzensiz ya da türevlenemez olabilir. Bu durumda, türevsel olmayan optimizasyon yöntemleri tercih edilir. Bu yöntemler, fonksiyonun türevine ihtiyaç duymaz ve kara kutu fonksiyonlar (black-box) üzerinde bile çalışabilir. Stokastik yapıya sahip olmaları sebebiyle, global optimuma ulaşma olasılıkları daha yüksektir. Bu kategoride yer alan yöntemler arasında, genetik algoritmalar (GA), parçacık sürü optimizasyonu (PSO), simulated annealing gibi evrimsel ve nüfus tabanlı algoritmalar yer alır. Bu çalışmada, aeroelastik optimizasyon için genetik algoritma (GA) yöntemi kullanılmıştır. Genetik algoritmanın doğruluğu ve etkinliği, literatürde standart kabul edilen zorlu test fonksiyonları olan Ackley ve Eggholder fonksiyonları üzerinde sınanmıştır. Ackley fonksiyonu, çok sayıda lokal minimuma sahip çok değişkenli bir fonksiyondur ve optimizasyon algoritmalarının global minimumu bulma yeteneğini test etmek için yaygın kullanılır. Eggholder fonksiyonu ise keskin topografyası ve lokal minimumlarının global minimuma yakınlığı sebebiyle optimizasyon için zorluk oluşturur. Modelin test edilmesi sonucunda, Ackley fonksiyonunda düşük genetik değişim oranı ile yetmiş üçüncü jenerasyonda global minimum noktasına yüksek doğrulukla ulaşılmıştır. Bu performans, aynı fonksiyon üzerinde PSO yöntemi kullanan çalışmalara kıyasla daha üstün bulunmuştur. Eggholder fonksiyonunda ise, yüksek genetik değişim oranı ile global minimuma düşük hata payıyla ulaşılmış, ancak bu süreç daha fazla jenerasyon gerektirmiştir. Eggholder fonksiyonunun karmaşık topografyası ve local minimumlarının global minimuma yakın olması, genetik algoritma parametrelerinin farklı ayarlanmasını gerektirmiştir. Genetik algoritmanın aeroelastik kanat optimizasyonu için kullanımı kapsamında, kanat yapısına ait tasarım değişkenleri dikkatlice seçilmiştir. Bu değişkenler şunlardır: veter uzunluğu, kanat uzunluğu, eğilme rijitliği, burulma rijitliği, elastik eksenin konumu, ağırlık merkezinin elastik eksene göre konumu (statik dengesizlik parametresi), birim kesit boyunca ağırlık, birim kesit boyunca kütle atalet momenti, ağırlık oranı, ağırlık atalet yarıçapı, eğilme doğal frekansı, burulma doğal frekansı ve doğal frekanslar oranı. Bu parametreler arasında veter uzunluğu, kanat uzunluğu, elastik eksen konumu, statik dengesizlik parametresi ve rijitlikler bağımsız değişkenler olarak belirlenmiş ve bu değişkenlerin alabileceği değer sınırları tanımlanmıştır. Diğer parametreler ise bu bağımsız değişkenlere bağlı olarak hesaplanan bağımlı değişkenlerdir. Genetik algoritma, bağımsız değişkenlerin çeşitli kombinasyonlarını jenerasyonlar boyunca deneyerek kanadın aeroelastik davranışını optimize etmeye çalışır. Kanadın kritik hızı, çırpınma ve diverjans hızlarından küçük olanı olarak tanımlanır. Çırpınma hızını hesaplamak için yapısal modelde Galerkin ayrıklaştırma yöntemi, aerodinamik modelde ise Theodorsen aerodinamiği kullanılmıştır. Sistem hareket denklemleri Lagrange denklemi yardımıyla kurulmuş, kanadın kinetik ve potansiyel enerjileri kesit boyunca integrallenmiştir. Aerodinamik kuvvetler ve momentler, Theodorsen teorisinin düz plaka modelinden elde edilerek yatay ve eksenel bileşenler halinde değerlendirilmiştir. Eğilme ve burulma hareketlerinin mod şekilleri, enerji hesapları ve kuvvet tanımlamalarında temel alınmıştır. Parametrik analizler sonucunda, tasarım değişkenlerinin çırpınma ve diverjans hızlarına farklı etkiler gösterdiği tespit edilmiştir. Eğilme ve burulma doğal frekanslarının oranı bire eşit olduğunda flutter hızında azalma gözlemlenmiştir; bu durum eğilme ve burulma hareketlerinin artan etkileşimini gösterir. Kanat kesitindeki ağırlık merkezinin konumu, çırpınma hızını önemli ölçüde etkiler. Bazı konumlarda çırpınma hızı düşmekte, bu düşük hız bölgesi elastik eksenin firar kenarına doğru kaymaktadır. Statik dengesizlik parametresinin diverjans hızına etkisi, çırpınma hızına göre daha azdır; dolayısıyla düşük statik dengesizliklerde diverjans hızı çırpınma hızının altına düşebilir. Kütle oranı ve kütle atalet yarıçapı da aeroelastik kritik hızların belirlenmesinde önemli rol oynar. Optimizasyon modeli, açık kaynak yapısı ve esnekliği nedeniyle Python dili kullanılarak geliştirilmiştir. Genetik algoritmanın ana bileşenleri ve aeroelastik hesaplamalar fonksiyonel biçimde modüler şekilde kodlanmıştır. Bu yapı, tasarım değişkenlerinin tekrarlanan hesaplamalarını kolaylaştırırken, kodun bakımını ve geliştirilmesini de destekler. Aeroelastik fonksiyonlar, aynı zamanda optimizasyonun amaç fonksiyonu olarak görev yapar. Optimizasyon sürecinin hızlandırılması amacıyla paralel işlem teknikleri uygulanmıştır. Ancak jenerasyonlar arası bağımlılıklar nedeniyle, paralel hesaplama yalnızca aynı jenerasyondaki bireylerin değerlendirilmesinde kullanılabilmiştir. Parametrik çalışmalarda, genetik algoritmanın performansını etkileyen ayarlar detaylı şekilde incelenmiştir. Başlangıçta nüfus büyüklüğü ve genetik değişim olasılığı yüksek tutulmuş, zamanla nüfus lineer olarak, genetik değişim olasılığı ise üstel biçimde azaltılmıştır. Bu sayede, optimizasyonun ilk jenerasyonlarında geniş tasarım alanı etkili biçimde taranırken, ilerleyen jenerasyonlarda algoritmanın stabilitesi ve yerel yakınsaması sağlanmıştır. Her jenerasyon sonunda en iyi çözümler kaydedilmiş ve bu sonuçlar grafiklerle görselleştirilmiştir. Optimizasyon prosedürü on kez tekrarlanmış ve en iyi sonuç veren senaryo detaylı olarak analiz edilmiştir. Sonuçlar, genetik algoritmanın aeroelastik kararlılık sınırları içinde optimum tasarım değişkenlerini başarılı şekilde belirleyebildiğini ortaya koymuştur. İlk otuz jenerasyonda kritik hızlarda belirgin artışlar ve parametrelerde agresif değişimler gözlenmiştir. Daha sonraki jenerasyonlarda ise algoritma sonuçları tek bir çözüm etrafında toplanarak kararlılık kazanmıştır. Ortalama kritik hız değerinde ise sürekli artış kaydedilmiştir. Bu çalışma, ses altı hızlarda uçan, daralma açısı ve ok açısı olmayan sabit kesitli kanatların aeroelastik açıdan ilk tasarım aşamasında optimum tasarım değişkenlerinin belirlenmesinde etkin ve güvenilir bir yöntem sunmaktadır. Gelecekte, farklı geometriler ve uçuş koşulları için modelin geliştirilmesi, gerçek uçuş verileri ile doğrulanması ve çok disiplinli optimizasyon yaklaşımlarının entegrasyonu, aeroelastik tasarım süreçlerinin daha da iyileştirilmesini sağlayacaktır.M.Sc
Production and characterization of vanadium and niobyum carbide/oxide particle reinforced aluminum metal matrix composites by powder metallurgy methods
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Mühendislik uygulamalarında kullanılan malzemeler; metaller, seramikler, polimerler ve kompozitler olmak üzere dört ana gruba ayrılmaktadır. Bu malzemeler, fiziksel ve kimyasal özelliklerine bağlı olarak farklı endüstriyel uygulama alanlarında kullanılır. Metaller, yüksek mukavemet ve süneklik gerektiren uygulamalarda; seramikler, yüksek sıcaklık ve aşınma direnci istenen ortamlarda; polimerler ise hafiflik ve kolay şekillendirilebilirlik avantajları sayesinde geniş bir kullanım alanına sahiptir. Farklı özelliklerin bir araya getirilmesini sağlayan malzeme türü ise kompozitlerdir. Kompozit malzemeler, en az iki farklı fazın birleşimiyle oluşan ve üstün özellikler sergileyen mühendislik malzemeleridir. Bu fazlardan biri sürekli olan matriks faz, diğeri ise takviye fazıdır. Takviye faz, genellikle parçacık, kısa lif, uzun lif ya da tabaka şeklinde olabilir. Matriks malzeme yük taşıyıcı görev üstlenirken, takviye faz ise kompozitin mukavemetini, sertliğini ve aşınma direncini artırmaktadır. Metal matriks kompozitler (MMK), matriks fazı olarak metal veya metal alaşımı kullanılan ve genellikle seramik içerikli takviyelerle güçlendirilen kompozitlerdir. MMK'lar, yüksek mukavemet, iyi aşınma direnci, yüksek sıcaklık dayanımı ve düşük yoğunluk gibi avantajları sayesinde havacılık, otomotiv ve savunma sanayii başta olmak üzere birçok alanda tercih edilmektedir. Özellikle alüminyum esaslı metal matriks kompozitler (AMMK), hafiflik, yüksek özgül mukavemet ve korozyon direnci gibi özellikleri ile ön plana çıkmaktadır. Ancak geleneksel alüminyum alaşımları, ileri mühendislik uygulamaları için yeterli mekanik ve tribolojik özellikleri sağlayamamaktadır. Bu nedenle, SiC, B4C, Al2O3, NbC ve VC gibi sert seramik fazların alüminyum matriksine ilavesi, kompozitlerin performansını artırmak amacıyla sıkça başvurulan bir yöntemdir. Bu takviyeler, kompozitin mikroyapısını, yoğunluğunu, sertliğini ve aşınma davranışını doğrudan etkilemektedir. Bu çalışmada, toz metalurjisi yöntemi ile vanadyum karbür-oksit (VKO) ve niyobyum karbür-oksit (NKO) takviyeli alüminyum esaslı metal matriks kompozitler sentezlenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, elementel haldeki vanadyum (V) ve niyobyum (Nb) tozları, grafit (C) ile belirli oranlarda karıştırılarak farklı sürelerde (15 dk, 30 dk, 1 sa) mekanik alaşımlamaya tabi tutulmuş ve ardından 900 °C'de 3 sa tavlanmıştır. Elde edilen VKO ve NKO takviyelerine XRD, partikül boyut analizi, yoğunluk ve SEM incelemeleri uygulanarak yapısal özellikleri belirlenmiştir. Elde edilen verilere göre, 1 sa mekanik alaşımlama ile hazırlanan takviye tozları en uygun mikroyapısal özellikleri göstermiştir. İkinci aşamada ise, elde edilen VKO ve NKO tozları, ağ. %2, %5, %10 ve %15 oranlarında saf alüminyum ile karıştırılarak 4 sa boyunca yüksek enerjili öğütücüde öğütülmüştür. Hazırlanan toz karışımları, tek eksenli presleme ile kompakt hale getirilmiş, bağlayıcı giderme sonrası soğuk izostatik presleme ile nihai forma gelen numuneler 600 °C'de sinterlenmiştir. Üretilen numuneler üzerinden Arşimet yoğunluk ölçümleri, Vickers sertlik testleri ve kuru kayma aşınma testleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar incelendiğinde, %10 VKO takviyeli numunenin 2.21 GPa ile en yüksek sertlik değerine sahip olduğu görülmüştür. NKO takviyesi açısından ise en iyi sonuç %15 takviye oranında 1.39 GPa sertlik değeri ile elde edilmiştir. Aşınma testlerinde de benzer şekilde, %10 VKO ve %15 NKO içeren kompozitlerin en düşük aşınma hacim kaybına sahip olduğu belirlenmiştir. Bu tez çalışmasının sonucunda, VKO ve NKO takviyelerinin AMMK'lerin mekanik ve tribolojik özelliklerini olumlu yönde geliştirdiği tespit edilmiştir. Ayrıca optimum takviye oranlarının VKO için %10, NKO için ise %15 olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Bu tür kompozitler, yüksek performans gerektiren yapısal uygulamalarda alternatif bir malzeme çözümü sunmaktadır.Materials used in engineering applications are classified into four main groups: metals, ceramics, polymers, and composites. These materials are utilized in various industrial applications depending on their physical and chemical properties. While metals are used in applications requiring high strength and ductility, ceramics are preferred in environments that demand high temperature and/or wear resistance. Polymers, on the other hand, offer advantages in terms of lightness and processability in industrial applications. The material group that allows for the simultaneous utilization of these diverse properties is composite materials. Composite materials are formed by combining at least one matrix phase and one reinforcement phase. Typically, the matrix phase bears the load, while the reinforcement phase improves the material's mechanical properties, such as strength, hardness, and wear resistance. Composites are classified into different groups based on the type of reinforcement elements, such as particles, short fibers, continuous fibers, and layered structures. The material class developed by adding ceramic or metallic reinforcement elements to a metal matrix phase is called metal matrix composites (MMCs). MMCs are particularly noteworthy in applications due to their superior mechanical properties, such as high strength, hardness, and wear resistance. Lightweight metals like aluminum, titanium, and magnesium are frequently used as matrix phases in MMCs. Aluminum metal matrix composites (AMMCs) hold a significant position among MMCs. Aluminum possesses characteristics such as lightness, high strength, and corrosion resistance. However, the properties of conventional aluminum alloys, such as strength and wear resistance, are often insufficient to meet the demands of advanced technological applications. AMMCs have become a preferred material group in various sectors, including aerospace, automotive, maritime, and aviation, thanks to their enhanced physical and mechanical properties. To improve the strength and wear resistance of aluminum and enhance its mechanical and tribological properties, the addition of hard and stable phases such as SiC, B4C, Al2O3, NbC, and VC as reinforcements plays a critical role in enhancing the performance of these materials. Various methods are used in the synthesis of AMMCs, which can be classified into liquid phase methods, solid phase methods, and powder metallurgy methods. The production process in which the matrix material is melted and reinforcement elements are added is referred to as the liquid phase method, while the process of simultaneously processing pre-prepared matrix and reinforcement materials is defined as the solid phase method. The most well-known of the liquid phase methods is the casting method. In this production model, the process of achieving a homogeneous distribution of reinforcements within the metal matrix is challenging. Reinforcements with sub-micron sizes tend to agglomerate in the molten matrix, preventing the final composite from being homogeneous The powder metallurgy method is a widely preferred production technique in the synthesis of AMMCs. The primary aim of this method is to ensure the homogeneous distribution of reinforcement materials within the matrix and to enable the composites to achieve superior mechanical properties. In powder metallurgy, after the powders are blended and ground, the processes of shaping and sintering these powders take place. In powder metallurgy, it is easy to adjust the composition of the synthesized composite, which provides a significant advantage in modifying the final product's properties. Since the grinding process occurs in a high-energy environment, it ensures homogeneity between phases and significantly reduces the particle size of the powders compared to the starting material. As the grinding time increases, the particle distribution in mechanical alloying tends to narrow. The reduction in particle size also leads to a decrease in the driving force required during the sintering process. In this study, vanadium carbide-oxide (VKO) and niobium carbide-oxide (NKO) reinforced aluminum-based metal matrix composites were synthesized by powder metallurgy method. In the first stage of the study, elemental vanadium (V) and niobium (Nb) powders were mixed with graphite (C) in certain ratios and subjected to mechanical alloying for different times (15 min, 30 min, 1 h) and then annealed at 900°C for 3 h. XRD, particle size analysis, density and SEM examinations were applied to the obtained VKO and NKO reinforcements to determine their structural properties. According to the obtained data, the reinforcement powders prepared with 1 h mechanical alloying showed the most suitable microstructural properties. In the second stage, the obtained VKO and NKO powders were mixed with pure aluminum at 2%, 5%, 10% and 15% by weight and ground in a high-energy mill for 4 h. The prepared powder mixtures were compacted by uniaxial pressing, and after binder removal, cold isostatic pressing to reach their final form and the samples were sintered at 600°C. In the second part of the study, pure aluminum powders were mechanically alloyed for 4 hours with VCO and NCO reinforcement powders at various ratios (2%, 5%, 10%, and 15% by weight). Thus, the effects of both different reinforcement amounts and different reinforcement materials on the physical and mechanical properties of aluminum were investigated. The mechanically alloyed composite powders were pressed uniaxially using a hydraulic press to form bulk material. To prevent agglomeration of the powders during mechanical alloying, a binder removal process was applied to eliminate the stearic acid agent added to the mixture. Then, the samples were sintered at 600°C. After the sintering process, the samples were pressed with cold pressing and turned into bulk. After metallographic processes were applied to the obtained samples, characterization tests were performed. According to the Archimedes density measurement values, the increase in the reinforcement ratio affected the density values. In the hardness and wear tests, the average hardness value of VC-reinforced AMMK was measured as 1.55, and this value was measured as 2.21 GPa in 10% VKO reinforcement. As a result of this study conducted for NKO reinforcement, the average value was measured as 1.33 GPa, and 1.39 GPa in 15% NKO reinforcement. When the wear volume losses were examined, it was calculated that the least volume loss was experienced in 10% VKO and 15% NKO reinforcements, similar to the hardness values. According to the results of this thesis study, the mechanical properties of the reinforcement added to the Al matrix were increased. It was observed that 10% VKO reinforcement was the optimum value in VKO reinforcement, and that adding more reinforcement to the matrix by weight decreased the mechanical properties. The highest mechanical values in NKO reinforcement were achieved as a result of the addition of 15% NKO. The use of reinforcements with high hardness and strength values such as VKO and NKO improved the mechanical properties. It was concluded that these composites can be used in industries such as automobile, aviation, and space due to their mechanical properties.Yüksek Lisan