Інститут надтвердих матеріалів

Наукові напрями

• Проведення досліджень з фундаментальних і прикладних проблем процесів спікання металевих та керамічних порошкових сумішей, композиційних алмазовмісних і керамічних матеріалів, комп”ютерне моделювання процесів їх консолідації;
• розробка структурно-чутливих моделей для прогнозування термопружної поведінки структурно-неоднорідних (в т.ч. надтвердих композиційних) матеріалів;
• дослідження фізико-механічних властивостей композиційних алмазовмісних матеріалів;
• розробка нових технологій спікання алмазовмісних композитів (електроспікання під тиском, спікання в апаратах високого тиску, спікання вибухом);
• розробка конструкцій нових породоруйнівних інструментів (алмазна канатна пила, дискретні шліфувальники із змінними елементами та алмазні коронки з внутрішнім охолодженням) та технологія формування алмазно-твердосплавних гранул;
• розробка конструкцій інструментів та технології процесів зварювання, наплавлення та модифікації структури металів і сплавів тертям з перемішуванням (ЗТП);
• розробка засобу електроспікання кераміки під високим тиском, який використовується для виготовлення  елементів керамічних підшипників;
• розробка моделі руйнування броньових керамічних перешкод при динамічній взаємодії з металевими стрижнями, на основі якої проранжовані всі керамічні матеріали з точки зору ефективності їх застосування у броньовому призначенні, а також розробка нових конструкцій багатошарових та адаптивних керамічних бронеблоків.

В рамках відділу функціонує Лабораторія 9/2. Бурового і породоруйнуючого інструменту

Виконані проєкти

2015 −2017 рр.

№ДР 0115U006576 «Розробка процесів електроспікання керамічних матеріалів на основі неелектропровідних тугоплавких сполук». Замовлення НАН України.

2017−2018 рр.

№ДР 0117U005110 «Об’єктно орієнтовані розрахункові моделі і програмні засоби для ефективного прогнозування пружних та фононних властивостей тривимірних нанокомпозитів на основі методу мультипольних розвинень». Замовлення УНТЦ.

2019 −2021 рр.

№ДР 0117U000391 «Дослідження закономірностей термобаричного спікання термостійких алмазовмісних композитів з добавками багатокомпонентних карбонатів і розробка високоефективних бурових інструментів на їх основі». Замовлення НАН України.

2019 – 2021 рр.

№ДР 0119U100591 «Встановлення механізмів зношування композиційних алмазовмісних матеріалів на металевих зв’язках при руйнуван­ні гірської породи». Замовлення НАН України.

2020 – 2022 рр.

№ДР 0118U003296 «Дослідження впливу параметрів електро­спікан­ня під тиском на зносостій­кість високонаван­та­жених зносостійких керамічних пар тертя». Замовлення НАН України.  

2020−2022 рр.

№ДР 0120U100105 «Розробка композитів на основі алмазу та сполук заліза і нікелю з високими зносостійкими характеристиками для породоруйнівного інструменту на його основі». Замовлення НАН України.

2022−2024 рр.

№ДР 0120U100118 «Розробка науково-технологічних основ створення високонавантажених керамічних пар тертя для авіаційно-космічної галузі». Замовлення НАН України.

Останні публікації

1. 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

2.  V.I. Kushch. Elastic fields and effective stiffness tensor of spheroidal particle composite with imperfect interface, Mechanics of Materials, Volume 124, 2018, Pages 45-54, https://doi.org/10.1016/j.mechmat.2018.06.001

3. V.I. Kushch. Stress field and effective elastic moduli of periodic spheroidal particle composite with Gurtin-Murdoch interface, International Journal of Engineering Science, Volume 132, 2018, Pages 79-96, https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2018.08.001

4. Volodymyr I. Kushch. Elastic interaction between ellipsoidal inhomogeneities with imperfect interface and effective stiffness of particulate composite, International Journal of Engineering Science, Volume 142, 2019, Pages 94-105, https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2019.06.001

5. Stelmakh, A.U., Kostunik, R.E., Radzievskiy, V.A. et al. The Tribology of Ceramics–Steel Hybrid Sliding Friction Pairs under Different Greasing Conditions. J. Frict. Wear 41, 183–189 (2020). https://doi.org/10.3103/S1068366620020154

6. Dutka, V.A., Maystrenko, A.L., Borymskyi, O.I. et al. Modeling the Temperature Field in a High-Pressure Apparatus during the Sintering of Large-Sized Products Based on Boron Carbide. J. Superhard Mater. 42, 240–250 (2020). https://doi.org/10.3103/S1063457620040048

7. Stelmakh, A.U., Kostunik, R.E., Radzievskiy, V.A. et al. Rolling Friction of Hybrid Ceramic–Steel Pairs under Different Lubrication Conditions. J. Frict. Wear 41, 432–442 (2020). https://doi.org/10.3103/S1068366620050177

8. Vasylchuk, A.S., Maystrenko, A.L., Petasyuk, G.A. et al. Wear of Diamond Composite Materials during Rock Destruction. J. Frict. Wear 42, 454–460 (2021). https://doi.org/10.3103/S1068366621060131

9. V.A. Mechnik, N.A. Bondarenko, S.N. Dub, V.M. Kolodnitskyi, Yu V. Nesterenko, N.O. Kuzin, I.M. Zakiev, E.S. Gevorkyan. A study of microstructure of Fe-Cu-Ni-Sn and Fe-Cu-Ni-Sn-VN metal matrix for diamond containing composites, Materials Characterization, Volume 146, 2018, Pages 209-216, https://doi.org/10.1016/j.matchar.2018.10.002

10. V.A. Mechnik, M.O. Bondarenko, V.M. Kolodnitskyi, V.I. Zakiev, I.M. Zakiev, M.О. Kuzin, E.S. Gevorkyan. Influence of diamond–matrix transition zone structure on mechanical properties and wear of sintered diamond-containing composites based on Fe–Cu–Ni–Sn matrix with varying CrB2 content, International Journal of Refractory Metals and Hard Materials, Volume 100, 2021, 105655, https://doi.org/10.1016/j.ijrmhm.2021.105655

11. Mamalis, A.; Mechnik, V.; Morozow, D.; Ratov, B.; Kolodnitskyi, V.; Samociuk, W.; Bondarenko, N. Properties of Cutting Tool Composite Material Diamond–(Fe–Ni–Cu–Sn) Reinforced with Nano-VN. Machines 2022, 10, 410. https://doi.org/10.3390/machines10060410

12. B.Т. Ratov, V.А. Mechnik, Е.S. Gevorkyan, J. Matijosius, V.М. Kolodnitskyi, V.А. Chishkala, N.О. Kuzin, Z. Siemiatkowski, M. Rucki. Influence of CrB2 additive on the morphology, structure, microhardness and fracture resistance of diamond composites based on WC‒Co matrix, Materialia, Volume 25, 2022, 101546, https://doi.org/10.1016/j.mtla.2022.101546

13. Mechnik, V.A., Bondarenko, N.A., Kuzin, N.O. et al. Influence of the Addition of Vanadium Nitride on the Structure and Specifications of a Diamond–(Fe–Cu–Ni–Sn) Composite System. J. Frict. Wear 39, 108–113 (2018). https://doi.org/10.3103/S1068366618020101