Інститут проблем матеріалознавства ім. Францевича НАН України

Директор - Солоннін Юрій Михайлович

Маючи широке коло партнерів по всьому світу, Інститут проблем матеріалознавства (ІПМ) є провідним українським центром передових наукових досліджень, науково-технічних розробок за договорами та науково-технічного консалтингу в галузі матеріалознавства та передових технологій металевих, керамічних та композиційних матеріалів.

ІПМ був заснований в 1955 році на базі Лабораторії спеціальних сплавів Української академії наук, яка існувала з 1952 року. З того часу він істотно розширив сферу своєї діяльності та ділового партнерства. Серед академічних закладів ІПМ не існує аналогів завдяки великій різноманітності нових розробок в галузі перспективних технологій, матеріалів та виробів, виготовлених на їх основі.

Наукові школи ІПМ представлені висококваліфікованими вченими-матеріалознавцями, хіміками, фізиками, спеціалістами з різних технічних спеціальностей. Всього в ІПМ працює біля 1500 осіб, 70 докторів наук, 280 кандидатів наук, серед яких є професори, члени Національної академії наук. ІПМ є великим науково-дослідним комплексом, до якого входять дослідне виробництво, комп’ютерний центр та лабораторія виробів з базальтових матеріалів.

Міжнародні контакти
На протязі останніх десятиріч ІПМ здобув визнання як лідер та координатор досліджень і виробництва порошкових та керамічних матеріалів. Вчені ІПМ розширюють активне міжнародне співробітництво з фірмами США, Великобританії, Франції, Німеччини, Югославії, Польщі, Угорщини, Болгарії, Австрії, Швейцарії, Мексики, Індії, Куби, Південної Кореї, Ізраїлю, Японії, Китаю та інших країн. Продаються ліцензії та засновуються спільні підприємства по виробництву ріжучого інструменту, зносо- та корозійностійких покриттів, функціональної та конструкційної кераміки, керамічних порошків високої чистоти. Засновані сервісні центри по детонаційній технології нанесення покриттів в Японії, Китаї, Югославії та Ірані.

Галузі діяльності
Всі досягнення в розробці нових матеріалів з подальшим їх практичним застосуванням грунтуються на глибоких фундаментальних наукових дослідженнях в галузі фізики та хімії твердого тіла, неорганічної та фізичної хімії, механіки середовищ, що деформуються, комп’ютерного моделювання.
На основі теоретичних уявлень створено ряд композиційних матеріалів – конструкційних, інструментальних, електроконтактних тощо, а також технології металізації та паяння неметалевих матеріалів. Запропоновані нові процеси одержання аморфних та мікрокристалічних порошків, які знаходять застосування завдяки своїм високим експлуатаційним характеристикам як конструкційні та електротехнічні матеріали - магнітотверді з високою магнітною енергією та мігнітом’які - з високою початковою магнітною проникністю. Розроблені технологічні процеси неорганічного синтезу порошків силінідів, сульфідів, гідридів, фосфатів, нітридів, інтеркальованих фаз, а також композиційних порошків тугоплавких сполук з металевим покриттям для виготовлення виробів з керамічних композитів різного призначення.

Розроблені теоретичні основи прокатування порошків та технології прокатного формування з подальшим спіканням та доущільненням прокатного напівфабрикату. Розроблено високопродуктивну технологію циклічного прокатування порошків, що не має аналогів в світі.
В ІПМ розвиваються теорія та технологія гарячого пресування та гарячої обробки пористих матеріалів на основі тугоплавких сполук, які використовуються для виготовлення деталей з карбідовольфрамових твердих сплавів з тонкою та ультратонкою структурою, твердих сплавів на основі карбіду титану та керамічних матеріалів триботехнічного, інструментального, електротехнічного та інших призначень.

На основі теоретичних уявлень про реологію процесу спікання з використанням фізико-хімічних методів активації цього процесу, а також про механізми, що відповідають за хімічну структурну стабільність та формування ультрадисперсних нестабільних станів в металах та сполуках, розроблені нові технології спікання та виготовлення високощільних матеріалів з ультратонкою мікроструктурою.

Одержав визнання в усьому світі та знайшов комерційне розповсюдження, розроблений в ІПМ процес виробництва щільної вюрцитоподібної модифікації нітриду бору з її графітопоодібного стану за одностадійною схемою без використання каталізаторів.

Захисні порошкові покриття, створені в Інституті, вже стали традиційними і забезпечують надійність та довговічність різноманітним деталям машин, що працюють в умовах агресивних середовищ, інтенсивного абразивного зношування та кавітації. Створені унікальні технології та виробниче устаткування для детонаційного нанесення спеціальних матеріалів. Розроблено також оригінальну технологію електроіскрового зміцнення поверхні.

При вирішенні технічних проблем зусилля дослідників та розробників спрямовуються на створення широкої гами високоякісних матеріалів нового покоління одночасно з передовими технологіями виготовлення деталей з них.

Слід згадати розроблені в ІПМ композиційні безвольфрамові керамічні матеріали для лезвійного інструменту - Гексаніт-Р та абразивного інструменту - Гексаніт-А, тугоплавкі та термостабільні оксидні матеріали для використання в термонавантажених конструкціях, полікристалічні матеріали на основі карбіду кремнію та нітриду кремнію для виготовлення тугоплавких, термостабільних, електроізоляційних та теплопровідних виробів, шаруватих напівпровідників, що використовуються для виготовлення конденсаторів та токових джерел високої ємності, перетворювачів сонячної енергії тощо, катодних емісійних матеріалів на основі боридів рідкоземельних металів.

Розроблені та використовуються багаточисленні способи одержання тонкоплівкових електропровідних та діелектричних матеріалів для використання в мікроелектроніці та сенсорній техніці. Поряд з цим створені ефективні пасти без вмісту дорогоцінних металів та товстоплівкові технології для виробництва схем мікроелектроніки.

Широке застосування в національній економіці знаходять деталі, виготовлені методами порошкової металургії. Серед них антифрикційні матеріали на основі заліза, міді та їх сплавів, на полімерній основі для використання в вузлах тертя з обмеженим змащуванням або зовсім без нього, що працюють в умовах підвищеного навантаження, високих температур та швидкостей ковзання. Досліджуються та створюються також конструкційні матеріали для роботи при підвищених навантаженнях, пористі проникні матеріали на основі порошків, волокон або сіток для фільтрів очистки агресивних рідин та газів, капілярних структур, звукопоглинаючих та вогнезатримуючих елементів.

Коло наукових інтересів
Електронна структура перспективних матеріалів; аномальні властивості при структурних фазових перетвореннях; вплив зовнішніх та внутрішніх фізичних полів; фізика деформування, руйнування твердих тіл; високоенергетична обробка та структурна еволюція, що її супроводжує; гетерофазна рівновага, хімічна термодинаміка, фізико-хімічний аналіз процесів одержання нових матеріалів; поверхневі та капілярні явища в розплавах та контактуючих з ними твердих фазах; термодинаміка та кінетика інтерфазних взаємодій; фізико-хімічні основи створення керамічних конструкційних та інструментальних матеріалів; високоміцні тугоплавкі зносостійкі тверді сплави, кермети та псевдосплави з стабільною ультратонкою структурою; фізико-механічні та фізико-хімічні основи одержання високостабільних зміцнених та пористих матеріалів з заданою структурою; комп’ютерне моделювання в матеріалознавстві та комп’ютерне проектування нових матеріалів та технологій; компактування, спікання та поверхнева обробка порошкових багатокомпонентних матеріалів, контролювання їх складу та структури фізико-хімічними методами (в т.ч. високоенергетичними); розробка високоміцних нероз’ємних з’єднань з допомогою металізації та паяння; фізико-хімічні основи виготовлення ультратонких порошків та технологій компактування, які забезпечують одержання нанокристалічних та мікропористих металевих композитів та керамічних матеріалів, аморфних та мікрокристалічних сплавів та нанокомпозитів.