Напрямки наукової діяльності кафедри «Фізичне матеріалознавство»
Кафедра працює на перетині фундаментальної металознавчої науки, інженерного матеріалознавства та виробничих технологій. Наша мета — створення й впровадження матеріалів і покриттів для авіадвигунобудування, енергетики, транспорту, електроніки та медицини. Дослідження виконуються повним циклом: моделювання → лабораторні експерименти → випробування → промислова апробація.
Високотемпературні нікелеві суперсплави
Проєктування литих, рівноосно-, спрямовано- та монокристалічних суперсплавів; керування γ/γ′‑структурою і карбідною фазою. Поєднуємо CALPHAD, аналітичні/регресійні моделі та CAD/CAE з рентгенофазовим аналізом і електронною мікроскопією, визначаємо критичні температури і теплофізичні характеристики, валідуємо на високотемпературних випробуваннях і у співпраці з промисловістю.
Матеріали та покриття для газотурбінних двигунів
Розробка ущільнювальних і теплозахисних покриттів на нікелевій основі (у т.ч. ітрієвмісних); оптимізація катодних матеріалів і технологій нанесення. Досліджуємо фазовий склад, текстуру, ТКЛР, мікротвердість, знос і газоерозійну стійкість при високих температурах, моделюємо термонапруження і ресурс.
Фазові перетворення та мікроструктурна інженерія
Закономірності мартенситних перетворень в аустенітних сталях Fe–Cr–Ni, Fe–Mn під дією деформації та магнітних полів; рекристалізація і текстуроутворення; конкуренція кінетик росту двофазних колоній. Будуємо предиктивні діаграми стану з урахуванням енергетики дефектів та внутрішніх меж зерен.
Нержавіючі та жаростійкі сталі
Оптимізація складу і термооброблення феритних та аустенітних сталей для високотемпературної експлуатації. Комплексні дослідження пітингової, щілинної та міжкристалітної корозії (AISI 304, 321, 904L‑аналог 06ХН28МДТ), встановлення зв’язків між атомно‑магнітним станом аустеніту, структурою й корозійною стійкістю.
Інструментальні та штампові матеріали
Сплави з регульованим аустенітним перетворенням і дисперсійним/карбідним зміцненням. Розробляємо режими гарту, ступінчастого старіння та відпалу; оцінюємо працездатність прес‑матриць за термомеханічного циклування і забезпечуємо підвищення різальної та ударної витривалості.
Титан і адитивні технології
Інтенсивна пластична деформація (зокрема гвинтова екструзія) для формування субмікро‑ та наноструктур і керування рекристалізацією. Адитивне виробництво з порошків різної морфології (HDH/HDH2, сферичні/несферичні): параметри друку/спікання, лазерне легування, дефектологія та довговічність деталей ГТД.
Біорозчинні та конструкційні магнієві сплави
Створення та дослідження Mg‑сплавів (Mg–Zr–Nd, NZ30K, MC10 тощо) для медицини і машинобудування. Рафінування, газоізостатичне пресування, термооброблення й керування швидкістю охолодження; електрохімічні випробування в модельних біосередовищах; моделювання пітингостійкості й корозійно‑механічної поведінки.
Порошкова металургія, композити та тугоплавкі системи
Сплави W–Ni–Fe і вольфрам‑торій: мікроструктура, рекристалізація, роль частинок ThO2; волокнисті композити на основі Nb та високотемпературні наповнювачі. Верифікуємо рівномірність структури, міцність і тріщиностійкість під час термоциклів.
Адитивні та лазерні процеси оброблення
Лазерне азотування титанових сплавів, кристалізація аморфних металів, вибіркове спікання/плавлення. Встановлюємо зв’язок “режими → структура → властивості”, мінімізуємо дефектність і підвищуємо ресурс шарово‑спечених вузлів.
Діагностика, випробування та стандартизація
Розробляємо та застосовуємо методики визначення механічних і теплофізичних характеристик (у т.ч. запатентовані). Виконуємо рентгенофазовий і текстурний аналіз, електронно‑мікроскопічні та електрофізичні дослідження, високотемпературні механічні випробування, експертизу руйнувань і підготовку сертифікаційних протоколів.
Обчислювальне матеріалознавство і Data Science
Інтегруємо CALPHAD, CAD/CAE і аналіз даних дифрактограм/мікрозображень для цифрових двійників матеріалів. Створюємо прогностичні моделі фазової стабільності, корозії та теплофізичних властивостей і формуємо бази знань для швидкого підбору складів і режимів.
Проєкти та співпраця
Кафедра реалізує держбюджетні та госпдоговірні НДР з розроблення біодеградуючих Mg‑сплавів, високотехнологічних відливків Mg‑систем, нових жароміцних нікелевих сплавів і покриттів. Результати публікуються у провідних виданнях (Scopus/Web of Science) та впроваджуються на підприємствах авіадвигунобудування й суміжних галузей.
