Наукова школа кафедри «Фізичне матеріалознавство»

Ми — одна з найстаріших матеріалознавчих шкіл країни (від 1945 року), яка поєднує фундаментальну теорію і промислові впровадження. Школу заснував професор Борис Натапов. Традицію лідерства продовжили професори Анатолій Коваль і Сергій Бєліков. У 2021–2025 роках школу очолював професор Вадим Ольшанецький.

Що робимо і для чого

Наша спеціалізація — матеріали для екстремальних умов і відповідальних застосувань. Ми розробляємо жароміцні нікелеві суперсплави, корозійностійкі покриття для гарячого тракту газотурбінних двигунів, титанові та магнієві сплави для авіації й медицини, сталі для гарячештампового інструменту, а також рішення для контролю та підвищення довговічності в реальній експлуатації.

Інфраструктура

Наші лабораторії забезпечують повний цикл матеріалознавчих досліджень під одним дахом. Ми стартуємо з високої роздільної здатності мікроструктурного та фрактографічного аналізу на растровому електронному мікроскопі, підбираємо режими термічної й хіміко-термічної обробки, одразу перевіряємо їх на механічних — зокрема високотемпературних — випробуваннях, і доводимо рішення до інженерного моделювання та технологічної підготовки у цифровому середовищі. Такий ланцюжок скорочує шлях від ідеї до впровадження.

Що вже впроваджено

Наші матеріали та технології працюють на провідних підприємствах: «Мотор Січ», «Івченко‑Прогрес», «Запоріжсталь», «ЗАЗ», «РЕЗОНАНС ЛТД», «Дніпроспецсталь», ЗТМК, УкрНДІспецсталь. Створені у школі нікелеві жароміцні сплави й багатошарові покриття підвищили ресурс лопаток і вузлів ГТД/ГТУ та сприяли зростанню ККД. Для медицини розроблено магнієві сплави для біорозчинних імплантатів із керованою швидкістю деградації та титанові напівфабрикати з модулем, наближеним до кісткової тканини.

Ключові проєкти: результати

• Багатошарові покриття для ГТД («Мотор Січ»): серійні склади й технології нанесення; підтверджене підвищення ресурсу та ККД у високотемпературних випробуваннях.
• Модернізований суперсплав ЖС3ЛС‑М: стабілізовано якість лиття; відпрацьовані регламенти термообробки і контролю.
• Новий ливарний зварювальний нікелевий сплав ВХ4ЛМ‑ВІ (ЗМІ‑М7): досліджена структура і властивості; підготовка до впровадження у відповідальні деталі ГТД/ГТУ.
• Лопатки ЧС70‑ВІ та U‑500 після напрацювання: встановлені механізми деградації; видані рекомендації з подовження ресурсу.
• Біодеградуючі магнієві сплави: отримані рецептури і маршрути обробки для імплантатів; позитивні лабораторні та бактеріологічні тести; узгоджені наступні кроки до клініки.

Міжнародні проєкти університету за участі представників кафедри

• ERASMUS+ WORK4CE (2020–2024): участь у створенні відкритих модулів і пілотних навчань; використання мобільної лабораторії та мультимедійного обладнання в освітньо‑науковій роботі; представлення результатів на фінальній зустрічі в Баку.
• BIOART (Erasmus+ KA2): стажування (UPM Madrid, CUT Kraków, Danube Univ. Krems, KU Leuven) і розробка матеріалознавчих модулів для університетської спеціальності «Телемедичні та біомедичні системи».
• Twinning із Cardiff University (UUKi/UKRI): участь у спільних дослідженнях і освітніх активностях; запуск NUZP–Cardiff University Center; інтеграція Matlab та Ansys Granta в навчальні курси і дослідження.
• NAWA STARS CUT‑UA: стажування у Краківській політехніці та спільні експерименти з матеріалознавства і 3D‑друку.

Публікації та інтелектуальна власність

Публікації у WoS/Scopus (Functional Materials, Metal Science and Heat Treatment, Journal of Engineering Physics and Thermophysics, Archives of Metallurgy and Materials, Materials, Tribology in Industry, Metallophysics and Advanced Technologies та інші), близько двох десятків монографій і понад 25 патентів. У 2024 році — огляд з лазерної обробки титанових сплавів (Q2), результати з підвищення міцності й ударної в’язкості сталей, серія робіт з ітрійвмісними ущільнювальними покриттями, патент №128137 на спосіб одержання високоентропійного покриття.

Освітні результати

Аспірантура і докторантура; захищено більше 8 докторських і понад 40 кандидатських дисертацій. Студенти та аспіранти щороку презентують результати на «Тижні науки» та міжнародних конференціях. Стажування в KU Leuven, Danube University Krems, Cardiff University, MIT і Dartmouth допомагають інтегрувати data‑science у матеріалознавство — від баз даних і ML до прогнозування властивостей.