Інститут надтвердих матеріалів

Про відділ

Відділ створений в 1972 р. на базі “Лабораторії структурних і фізичних досліджень надтвердих матеріалів”. З 1986 по 2012 відділ 14 носив назву “Відділ фізико-хімічних основ отримання надтвердих матеріалів”.

Науковий напрям

Дослідження фізико-хімічних процесів в твердій фазі і розплавах, вивчення взаємодії надтвердих речовин з газами і рідким середовищем при формуванні в широкому діапазоні температур і тисків монокристалічних, полікристалічних, дисперсних, плівкових надтвердих матеріалів і композитів на їх основі. Вивчення структури і властивостей синтезованих матеріалів. Фізичні дослідження кристалів сучасними методами. Забезпечення роботи центру загального користування унікальними аналітичними приладами в НАН України.

Завдання відділу:

• встановлення закономірностей фізико-хімічної взаємодії в системах, використовуваних для отримання алмазних монокристалів різного рівня дисперсності, алмазних полікристалічних композиційних матеріалів, полікристалічних матеріалів на основі кубічного нітриду бору, керамічних і плівкових матеріалів;
• розробка процесів отримання нових алмазних полікристалічних композиційних матеріалів в умовах високого тиску для ефективного застосування в робочих елементах інструментів, працюючих в особливо складних умовах, – при бурінні твердих порід, різанні;
• розробка нових процесів формування морфології і складу поверхні дисперсних надтвердих матеріалів і складових для отримання полікристалічних композиційних матеріалів на їх основі;
• встановлення закономірностей змочування в системах, використовуваних для отримання монокристалів алмазу і кубічного нітриду бору, полікристалічних і композиційних матеріалів на їх основі, керамічних і плівкових матеріалів;
• встановлення закономірностей формування структури, фазового складу, оптичних властивостей монокристалів надтвердих з”єднань, полікристалічних і композиційних матеріалів на їх основі;
• розробка комп”ютерних аналітичних методів діагностики експлуатаційних характеристик порошків надтвердих матеріалів і оцінка їх якості;
• дослідження процесів отримання нових надтвердих матеріалів, структурованих фазами неалмазного вуглецю методом фізико-хімічного синтезу при тисках нижче атмосферного.

Структура

В рамках відділу функціонкє Лабораторія № 14/2 Наноструктурних, кристалографічних досліджень і спектрального аналізу (з Центром колективного користування науковими приладами «Аналітичний центр дослідження та нанодіагностики матеріалів»).

Виконані проєкти

2015–2017 рр.

№ДР 0114U0070047 «Створення та вивчення комплексу характеристик порошків ши­рокого діапазону зернистостей з композитів на основі алмазу, cBN, B₄C, структурова­них вуглецевою зв’язкою, призначених для підвищення ефективності абразивного інструменту». Замовлення НАН України.

2016–2017 рр.

№ ДР 0116U008863 «Розробка та впровадження технології плазмохімічного осадження захисних та просвітлювальних алмазоподібних вуглецевих плівок для оптичних дета­лей військової техніки». Замовлення НАН України.

2016–2018 рр.

 №ДР 0115U006578 «Дослідження закономірностей формування наноструктурованих алмазних полікристалів і композитів на основі нітриду алюмінію різного функціонального призначення та розробка теоретичних методів прогнозування їх електричних, теплофізичних і пружних властивостей». Замовлення НАН України.

2017–2019 рр.

№ДР 0117U00392 «Закономірності інкапсуляції наночастинок металів і їх суміші в вуглецеві структури та пористі матриці і їх консолідації при дії високого ти­ску та високої температури на одержані матеріали». Замовлення НАН України.

2018–2020 рр.

№ДР 0118U003292 «Створення модифікованих термостійкими оксидами і хлоридами шліфпорошків абразивного призначення з порошків синтетичного алмазу та шліфпорошків з компактів на основі мікропорошків cBN, структурованих вуглецевою зв’язкою». Замовлення НАН України.

2019–2021 рр.

 №ДР 0119U100591 «Інтенсифікація спікання за високих тисків алмазних нанопорошків шляхом фізико-хімічного модифікування їхньої поверхні». Замовлення НАН України.

2020–2021 рр.

 №ДР 0120U101294 «Одержання в умовах високих тисків із алмазних порошків, синтезо­ваних в системах, що не містять металів групи заліза, полікристалів та композитів підвищеної термостабільності та зносостійкості». Замовлення НАН України.

2017–2021 рр.

№ДР 0117U006291 «Розробка новітніх технологій створення антибактеріальної поверхні на кісткових імплантатах з кальцій фосфатної кераміки». Замовлення НАН України.

2020–2022 рр.

№ДР 0120U100104 «Адсорбційна іммобілізація наночастинок металів для функціоналізації поверхні матеріалів з різним рівнем поруватості». Замовлення НАН України.

2022 р.

№ДР 0122U000881 «Композити, спечені за високого тиску з алмазних порошків різного генезису та CVD-алмазу, металізованих карбідоутворюючими металами, для робочих елементів інструментів різного функціонального призначення». Замовлення НАН України.

Останні публікації

Volodymyr I. Kushch, Roberta Springhetti, Sergii V. Shmegera. Effective permittivity of composite elastomer with account of electric conductivity of phases and imperfect interface //International Journal of Engineering Science, Volume 123, 2018, Pages 51-61, https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2017.11.016

Dolmatov, Valerii & Ozerin, Alexander & Kulakova, Inna & Bochechka, A. & Lapchuk, Natalia & Myllymäki, Vesa & Vehanen, Asko. New aspects in the theory and practice of detonation synthesis, properties and application of nanodiamonds //Russian Chemical Reviews. N 89 (12). 2020. P. 1428–1462. DOI: 10.1070/RCR4924

Grygorii A. Petasyuk, Oleksandr O. Bochechka. Generalized index of the shape-similarity of the diamond powders grains projection //Powder Technology, Volume 353, 2019, Pages 125-131, https://doi.org/10.1016/j.powtec.2019.04.086.

Tsapyuk, G.G., Diyuk, V.E., Mariychuk, R. et al. Effect of ultrasonic treatment on the thermal oxidation of detonation nanodiamonds. Appl Nanosci 10, 4991–5001 (2020). https://doi.org/10.1007/s13204-020-01277-2

A.V. Vasin, S. Muto, Y. Ishikawa, D.V. Kysil, S.V. Sevostianov, O.F. Isaieva, G. Yu. Rudko, R. Yatskiv, S. Starik, V.A. Tertykh, A.N. Nazarov, V.S. Lysenko. Evolution from UV emission of phenyl groups to visible emission of pyrolytic nanocarbons dispersed in fumed silica: Alternative insight into photoluminescence of carbon nanodots //Journal of Luminescence, Volume 219, 2020, 116926, https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2019.116926

V.I. Kushch, S.V. Shmegera, V.V. Mykhas’kiv. Multiple spheroidal cavities with surface stress as a model of nanoporous solid //International Journal of Solids and Structures, Volumes 152–153, 2018, Pages 261-271, https://doi.org/10.1016/j.ijsolstr.2018.07.001.

A.V. Vasin, A.V. Rusavsky, D.V. Kysil, S. Prucnal, Yu.P. Piryatinsky, S.P. Starik, Iu. Nasieka, V.V. Strelchuk, V.S. Lysenko, A.N. Nazarov. The effect of deposition processing on structural and luminescent properties of a-SiOC:H thin films fabricated by RF-magnetron sputtering //Journal of Luminescence, Volume 191, Part B, 2017, Pages 102-106, https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2016.10.029

O.F. Kolomys, V.V. Strelchuk, S.V. Rarata, R. Hayn, A. Savoyant, F. Giovannelli, F. Delorme, V. Tkach. Optical and structural properties of individual Co-doped ZnO microwires //Superlattices and Microstructures, Volume 118, 2018, Pages 7-15, https://doi.org/10.1016/j.spmi.2018.04.005

Shul’zhenko, A.A., Jaworska, L., Sokolov, A.N. et al. Novel Wear-Resistant Superhard Diamond Composite Polycrystalline Material. J. Superhard Mater. 40, 1–7 (2018). https://doi.org/10.3103/S106345761801001X

Gaidai, S.V., Gryn’ko, V.S., Zhludenko, M.G. et al. Activity of carbon-fiber-supported Fe–Co catalysts in the CO₂ methanation reaction. J. Superhard Mater. 39, 122–128 (2017). https://doi.org/10.3103/S1063457617020071

Устаткування відділу №14

Технологічні пропозиції відділу №14

Співробітники відділу №14