06. Відділ фізичної хімії неорганічних матеріалів

Основні напрямки наукової діяльності

• Фізико-хімічні основи створення неорганічних матеріалів.
• Дослідження будови і властивостей cплавів та побудови діаграм стану.
• Термодинаміка сплавів і дослідження сумісності та кінетики взаємодії матеріалів.

Тематика наукових розробок

Проект STCU P-060

Найкращі результати

2016 рік

ДОСЛІДЖЕННЯ ФІЗИКО–ХІМІЧНОЇ ВЗАЄМОДІЇ ТА ТЕРМОДИНАМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ СИСТЕМ, УТВОРЕНИХ 3d- ТА 4d-МЕТАЛАМИ І АЛЮМІНІЄМ З БОРОМ, ВУГЛЕЦЕМ, ОЛОВОМ, РІДКІСНОЗЕМЕЛЬНИМИ ТА ІНШИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ ЯК НАУКОВИХ ЗАСАД РОЗРОБКИ НОВИХ БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ МАТЕРІАЛІВ: КОМПОЗИЦІЙНИХ НА ОСНОВІ НАНОЛАМІНАТІВ (MAX-ФАЗ); ТИТАН–АЛЮМІНІДІВ ТА ІНШИХ МЕТАЛІДІВ І БАГАТОКОМПОНЕНТНИХ ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ ЯК КОНСТРУКЦІЙНИХ ТА ФУНКЦІОНАЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ З ОСОБЛИВИМИ ВЛАСТИВОСТЯМИ

Вперше методами скануючої електронної мікроскопії з локальним рентгеноспектральним аналізом (SEM/EDX), трансмісійної електронної мікроскопії (TEM) та рентгенівської дифракції на зразках, які отримали левітаційною індукційною плавкою, досліджено вплив добавок перехідного металу (Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Pd) на стійкість метастабільних фаз з періодичною кристалічною структурою (апроксимантів) на основі бінарних сполук системи Al–Mn, багатих на алюміній, та на утворення потрійних сполук. Одержана інформація є надійним довідниковим матеріалом, який може бути використаним для розробки нових перспективних матеріалів на основі апроксимантів квазікристалів та умов їх застосування у сучасній техніці (Б. Грушко, Д.В. Павлючков, С.О. Баланецький).

Координаційна діяльність

Завідувач відділом Т.Я. Великанова як представник від України, яка з 1994 року є членом Міжнародної комісії з діаграм стану металічних систем (Alloy Phase Diagram International Commission, APDIC), приймає участь в діяльності цієї Комісії. Основним аспектом діяльності Комісії є міжнародна координація робіт в області досліджень, розповсюдження і використання знань щодо будови діаграм стану і термодинаміки сплавівів з метою використання при конструюванні матеріалів і технологій. Діяльність APDIC охоплює майже всі країни світу, в яких існують центри з досліджень діаграм стану і термодинаміки сплавів (в Європі, Америці, Азії та Африці).

Протягом 2016 року здійснювалась діяльність в рамках дії угоди про науково-технічне та науково-педагогічне співробітництво відділу № 6 Інституту проблем матеріалознавства імені І. М. Францевича НАН України з кафедрою хімії Інституту природничо-географічної освіти та екології Національного педагогічного університету імені М. П. Драгоманова, укладеної у 2015 році. Проведено чотири ознайомчі екскурсії для студентів III і IV курсу кафедри хімії (керівник – провідний науковий співробітник, д. х. н. В. С. СУДАВЦОВА).

Провідний науковий співробітник, д. х. н. М.В. БУЛАНОВА викладає на кафедрі металознавства та термічної обробки інженерно-фізичного факультету Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського” два спеціальні курси: «Фазові діаграми і розробка нових матеріалів» – лекції і практичні заняття – 108 год; «Фазові перетворення і управління процесами кристалізації» – лекції і лабораторні заняття – 76 год. Всі заняття проводяться на території інженерно-фізичного факультету НТУУ-КПІ. М.В. БУЛАНОВА є керівником 5 студентських робіт — 1 бакалаврська, 1 спеціаліста і 3 магістерські (1 другого року магістратури + 2 першого року). Серед студентів 1 – студент Київського національногоуніверситету імені Тараса Шевченка, 4 – студенти НТУУ-КПІ. Робота виконується згідно з Наказом ІПМ НАНУ від 16.09.2012 №1 в рамках відомчої теми III-9-16.

На стадії підготовки знаходиться Угода про науково-технічне та науково-педагогічне співробітництво з фізичним факультетом Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Проведено ознайомчу екскурсію для студентів III курсу фізичного факультету. Протягом 2015/2016 навчального року спільно виконано одну бакалаврську роботу студентом IV курсу Шматком А.В. та дві магістерські роботи – студентами VI курсу фізичного факультету КНУ ім. Тараса Шевченка – Кибзою С.Ю. і Козорєзовим А.В. (керівник від ІПМ — провідний науковий співробітник, д. х. н. В.С. СУДАВЦОВА).

Опубліковані тези

1. Структура высоколегированной молибденовой стали / Т.А. Великанова (відділ № 58 ІПМ НАНУ), М.В. Карпец (відділ № 58 ІПМ НАНУ), Г.А. Осокин, А.М. Заславский (Український державний науково-дослідний інститут “Ресурс”, Київ, Україна) // Девятая международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий». Тезисы конференции. Август 2016 года. Киев, Украина. — Київ, 2016. — C. 25.

2. Энтальпии смешения расплавов Sb с 3d-металлами / К.Ю.Пастушенко, В.С. Судавцова, В.В. Березуцкий, М.И. Иванов // Девятая международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий». Тезисы конференции. Август 2016 года. Киев, Украина. — Київ, 2016. — C. 30.

3. Дибков В.І. Міжфазні реакції бору з перехідними металами / В.І. Дибков // Девятая международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий». Тезисы конференции. Август 2016 года. Киев, Украина. — Київ, 2016.. — C. 67.

4. Дибков В.І. Домінуюча дифузія титану при утворенні шару TiB на межі розділу TiB2–Ti / В.І. Дибков // Девятая международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий». Тезисы конференции. Август 2016 года. Киев, Украина. — Київ, 2016. — C. 68.

5. Семенова О.Л. Будова сплавів Zr–ZrNi / О.Л. Семенова, В.М. Петюх, О.С. Фомічов (відділ № 58 ІПМ НАНУ) // Девятая международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий». Тезисы конференции. Август 2016 года. Киев, Украина. — Київ, 2016.. — C. 80.

6. Прогнозирование термодинамических свойств расплавов двойных и тройных систем / П.М. Суботенко, М.О. Шевченко (University of Queensland, Brisbane, Australia), В.Г. Кудин (Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна), М.И. Іванов, В.С. Судавцова // Девятая международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий». Тезисы конференции. Август 2016 года. Киев, Украина. — Київ, 2016.. — C. 94.

7. Термохимические свойства расплавов системы Al–Ni–Ce/ П.М. Суботенко, В.Г. Кудин (Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна), М.И. Іванов, Л.О. Романова (відділ № 17 ІПМ НАНУ), В.С. Судавцова // Девятая международная конференция «Материалы и покрытия в экстремальных условиях: исследования, применение, экологически чистые технологии производства и утилизации изделий». Тезисы конференции. Август 2016 года. Киев, Украина. — Київ, 2016.. — C. 98.

8. Semenova O.L. Phase diagram of the Zr–ZrCo–ZrNi / O.L. Semenova, V.M. Petyuch, O.S. Fomichov (відділ № 58 ІПМ НАНУ) // XIII International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds, Lviv, Ukraine, September 25–29, 2016. Collected Abstracts. — Lviv, 2016. — C. 45 (P1).

9. Sudavtsova V.S. Thermodynamic Properties of the Alloy Systems Al–Ni(Co)–La / V.S. Sudavtsova, L.O. Romanova (відділ № 17 ІПМ НАНУ), V.G. Kudin (Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна) // XIII International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds, Lviv, Ukraine, September 25–29, 2016. Collected Abstracts. — Lviv, 2016.. — C. 50 (P6).

10. Thermodynamic Properties of the Alloy Systems of Ni–Nd / P.M. Subotenko, M.A. Shevchenko (University of Queensland, Brisbane, Australia), V.V. Berezutskiy, M.I. Ivanov, V.S. Sudavtsova // XIII International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds, Lviv, Ukraine, September 25–29, 2016. Collected Abstracts. — Lviv, 2016. — C. 51 (P7).

11. Thermodynamic Properties of Mn–Sb–Ce Melts / K.Yu. Pastushenko, V.S. Sudavtsova, M.I. Ivanov, M.A. Shevchenko (University of Queensland, Brisbane, Australia), T.Ya. Velikanova // XIII International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds, Lviv, Ukraine, September 25–29, 2016. Collected Abstracts. — Lviv, 2016. — C. 52 (P8).

12. Kriklya L.S. Peculiarities of the Vertical Sections of the Hf–Ru–Rh System in the Range 0–50 at. % Hf / L.S. Kriklya, K.E. Kornienko, V.G. Khoruzhaya // XIII International Conference on Crystal Chemistry of Intermetallic Compounds, Lviv, Ukraine, September 25–29, 2016. Collected Abstracts. — Lviv, 2016. —C. 62 (P18).

Міжнародне наукове та науково-технічне співробітництво

Завідувач відділом професор Т.Я. ВЕЛИКАНОВА, як член Міжнародної комісії з діаграм стану металічних систем (Alloy Phase Diagram International Commission, APDIC), що представляє українських науковців, які працюють у галузі досліджень діаграм стану і термодинаміки металічних систем (Київ, Львів, Луцьк, Чернівці, Краматорськ та інші), та пров. н. с. К.Є. КОРНІЄНКО, як вчений секретар Української групи в APDIC, здійснюють постійний контакт з головою та секретаріатом APDIC, обмінюючись інформацією, що становить взаємний інтерес (діяльність APDIC, діяльність українських центрів).

Співробітники відділу № 6 (провідні наукові, старші наукові, наукові, молодші наукові співробітники, інженери-дослідники) співпрацюють з Materials Science International Services GmbH (MSIS) (Міжнародною службою з матеріалознавства, м. Штуттгарт, Німеччина) — використовуючи довідкову інформацію (MSI Eureka) стосовно об’єктів своїх досліджень і поповнюючи базу даних власними критичними оглядами.

Виконавці розділу 2 теми III-9-16 співпрацюють з д-ром Б. ГРУШКО (PGI-5, Forschungszentrum Jülich GmbH, Jülich, Germany; Інститут мікроструктурних досліджень, Інститут фізики твердого тіла, Науковий центр, Юліх, Німеччина) та з S.B. MI (State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials, Xi’an Jiaotong University, Xi’an, China; Лабораторія механічних властивостей матеріалів, Університет Сіань Джіаотонг, Сіань, КНР); виконавці розділу 4 теми співпрацюють з проф. В. Т. ВІТУСЕВИЧЕМ і його науковою групою (У. ХЕХТ, Б. ХАЛЛЬШТЕДТ) (Центр космічного матеріалознавства (ACCESS e.V.), Аахен, Німеччина). Зарубіжні колеги забезпечують виконання дослідження сплавів методами скануючої та трансмісійної електронної мікроскопії та рентгенівської дифракції на монокристалі, ведеться регулярний обмін науковими новинами за тематикою спільних робіт.

В рамках співробітництва з Materials Science International Services GmbH (Штуттгарт, Німеччина) науковий співробітник О. І. ДОВБЕНКО приймав участь у роботі The 30th Annual MSIT Meeting & 1st MSIT–Europe Meeting — “International Seminar on Heterogeneous Multicomponent Equilibria” (30-і Щорічні MSIT Збори, 1-і Збори MSIT–Європа – “Міжнародний семінар з гетерогенних багатокомпонентних рівноваг”). Цей захід відбувся з 31 січня по 5 лютого 2016 року у замку Рінгберг, м. Тегернзее (Німеччина). Тематика – критична оцінка та огляд інформації про експериментальні дослідження та термодинамічне моделювання діаграм стану металічних багатокомпонентних систем та їх складових (подвійних і потрійних систем) та споріднені дані з метою накопичення і публікації у базі даних MSI Eureka; підбиття підсумків діяльності MSI протягом 30 років; обговорення проекту SPP-1473 “Нові матеріали для покращених літій-іонних акумуляторів”.

Cписок співробітників відділу, які захистили кандидатські та докторські дисертації у 2016 р.:

1. О.В. Заїкіна “Фазові рівноваги в потрійних системах Al–Ti–Pd та Al–Ti–Pt”. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук. Спеціальність 02.00.04 — фізична хімія. Науковий керівник д. х. н., проф. Т.Я. Великанова.

2. Л.С. Крикля “Фазові рівноваги в подвійних і потрійних системах гафнію з тугоплавкими металами групи Платини”. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук. Спеціальність 02.00.04 — фізична хімія. Науковий керівник к. х. н., с. н. с. К.Є. Корнієнко.

3. А.А. Бондар “Діаграми стану систем, утворених d-металами з p-елементами III-ої та IV--ої груп, як наукова основа розробки матеріалів з високою питомою міцністю в широкому температурному інтервалі”. Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора хімічних наук. Спеціальність 02.00.04 — фізична хімія. Науковий консультант д. х. н., проф. Т.Я. Великанова.

Обладнання

• Печі електродугової плавки - можливе лиття в мідний кокіль з водяним охолодженням
• Лабораторні печі опору - відпал за температури до 2200 ⁰С у вакуумі або захисних газах (аргон, гелій і т.д.), або в повітрі
• Машини для механічних робіт
• Установки для диференційного термічного аналізу - за температур до 2200 ⁰С в гелієвій або аргоновій атмосфері, або вакуумі (~10-2 мм.рт.ст.), створеному за допомогою дифузійного насосу
• Високотемпературна ізопериболічна калориметрія - від 0.2 ⁰C до 1500 ⁰C
• Рентгенівський дифрактометр DRON-3a
• Металографічна лабораторія
• Твердомір Віккерса для вимірювання твердості і мікротвердості

Співробітники

Публікації

2024 2023 2022 2021 2020 2019 2018 2017 >> 1997 Всі Довідник