Відділ №7. Технологій високих тисків, функціональних керамічних композитів і дисперсних надтвердих матеріалів
|
|
Завідувач відділу
ПРІХНА Тетяна Олексіївна
Доктор технічних наук, професор, академік НАН України
Академік Міжнародної академії кераміки (World Academy of Ceramics)
Член редакційної колегії Європейського суспільства прикладної надпровідності (ESAS)
Член редакційної колегії журналу "Ceramics International", ELSEVIER
Член редакційної колегії журналу "Сверхтвердые материалы", ІНМ НАНУ, Allerton Press, Springer
Тел./факс:+38 (044) 430-11-26 e - mail: prikhna@mail.ru; prikhna@iptelecom.net.ua Основний напрям досліджень - вивчення властивостей надпровідників різного складу, структурні дослідження матеріалів, розробка удароміцних та високотемпературних керамічних матеріалів, матеріалознавство, дослідження синтезу при високих та середніх тисках різних матеріалів, дослідження електро ерозійного диспергування, синтез МАХ-матеріалів, розробка покриттів спеціального призначення. https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6603931045 |
Структура відділу
В рамках відділу функціонує Лабораторія №7/2 "Технології дисперсних надтвердих матеріалів"
Наукові напрями
Створення дисперсних надтвердих і наноламінатних кристалічних матеріалів і консолідованих композиційних функціональних і конструкційних матеріалів (надпровідних, надтвердих, жароміцних, електропровідних, теплопровідних, удароміцних, зносостійких, з високим рівнем поглинання НВЧ випромінювання, смарт та ін.), властивості яких визначаються цілеспрямовано сформованою структурою, із застосуванням техніки високих та підвищених тисків, вакуумного і компресійного спікання, а також надпровідних плівкових матеріалів і джозефсонівських переходів, дослідження структури, фундаментальних фізико-хімічних характеристик створених матеріалів, встановлення взаємозв"язків між умовами отримання, структурою і властивостями, розробка нових промислових технологій.
Про відділ
Відділ перспективних технологій надвисоких тисків, дисперсних матеріалів і спікання кераміки був створений в 2005 році на базі декількох провідних підрозділів Інституту, що провадять наукову діяльність з дня заснування інституту. Відділ також включає лабораторію перспективних апаратів високого тиску, устаткування високих тисків, синтезу надтвердих матеріалів (СНМ); лабораторію технології дисперсних матеріалів, науково-технологічний центр функціональної кераміки порошкових надтвердих матеріалів.
Наукові розробки відділу відносяться до галузі фізичної хімії і фізико-технічного матеріалознавства, зокрема, до створення надтвердих кристалічних дисперсних матеріалів, а також керамічних функціональних і конструкційних консолідованих матеріалів (надпровідних, наноструктурованих МАХ, смарт, що поглинають НВЧ випромінювання, тугоплавких тощо) з використанням високих і надвисоких тисків і температур. У відділі створюються технології синтезу, спікання, обробки в умовах високих і надвисоких тисків, а також вилучення дисперсних матеріалів (синтетичних алмазів і наноалмазів, кубічного нітриду бору) з продуктів синтезу і поліпшення їх функціональних характеристик хімічними, фізичними та електро-хімічними методами.
Окрім цього, діяльність відділу спрямована на дослідження фундаментальних фізико-хімічних характеристик матеріалів, які синтезуються, встановлення взаємоз"вязків між умовами отримання, структурою і властивостями, знаходження областей їх ефективного практичного використання. Важливий аспект діяльності відділу пов"язаний з розробкою і виготовленням унікальних апаратів високого і надвисокого тиску (до 15 ГПа), а також апаратів з великими робочими обємами (4000 см3), розрахованих на виробництво виробів великих розмірів (100-150 мм в діаметрі під тиском до 2 ГПа).
Нині у відділі ведуться долслідження зі створення плівкових високотемпературних надпровідних матеріалів (систем Y - Ba - Cu - O і Mg - B), Джозефсонівских переходів і багатошарових сендвічевих структур на їх основі. Ведуться піонерні роботи в галузі імпульсного електроерозійного диспергування провідникових речовин і сполук (металів, твердих сплавів, важких сплавів) з метою виготовлення особливо чистих ультра- і нанодисперсних порошків, а також отримання порошкоподібних оксидів і карбідів.
Виконані проєкти
2015–2017 рр.
№ДР 0114U007001 «Розробка та аналіз ефективності апаратів високого тиску вдосконалених конструкцій із застосуванням пуансонів із полікристалічних матеріалів на основі алмазу та кубічного нітриду бору для підвищення робочих тисків до 15 ГПа при нагріванні до 2000 К». Замовлення НАН України.
2015–2017 рр.
№ДР 0115U002070 «Дослідження закономірностей та розробка стабільного процесу одержання виробів з карбіду кремнію з оптимальною структурою і підвищеними фізико-механічними властивостями методом гарячого пресування з послідуючим спіканням в парах кремнію». Замовлення НАН України.
2016–2018 рр.
№ДР 0115U006574 «Розробка багатофункціональних наноматеріалів на основі наноламінатних МАХ-фаз і оцінка можливості їх використання для потреб машинобудування, водневої та атомної енергетики». Замовлення НАН України.
2016–2018 рр.
№ДР 0015U006575 «Дослідження фізико-хімічного модифікування поверхні нанопорошків вуглецевих матеріалів, що входять до складу композиційних покриттів шліфпорошків алмазів для шліфувального інструменту підвищеної зносостійкості». Замовлення НАН України.
2017–2021 рр.
№ДР 0117U000389 «Розробка жаростійких і жароміцних керамічних композитних конструкційних матеріалів з малою питомою вагою та плівкових гетероструктур для роботи в екстремальних умовах». Замовлення НАН України. 2017-2019 рр. № 0117U000390 «Нова ударостійка кераміка на основі вищих боридів». Замовлення НАН України.
2018-2020 рр.
№ДР 0118U000008 «Наноінженерія нових високоефективних надпровідних і магнітних керамічних композиційних матеріалів та плівкових гетероструктур». Замовлення НАН України.
2019-2021 рр.
№ДР 0119U100587 «Розробка оціночних критеріїв відбору синтетичних алмазів марок АС80–АС300 за фізико-хімічними-механічними властивостями та морфометричними характеристиками для ефективного застосування в прецизійному правлячому інструменті» Замовлення НАН України.
2019-2021 рр.
ДР 0119U100583 «Дослідження процесів одержання та перспектив застосування ультрадисперсних порошків оксидів та карбідів методом електроерозійного диспергування» . Замовлення НАН України.
2019-2022 рр.
№ДР 0120U100117 «Розробка багатофункціональної кераміки на основі боридів, карбідів та силіцидів». Замовлення НАН України.
Проект за програмою Горизонт 2020 AERO UA Strategic and Targeted Support for Europe-Ukraine Collaboration in Aviation Research (Project reference: 724034, Topic: MG-1-5-2016-2017), ЄС.
Міжнародний проект SPS 985070 «New shock-resisting boron-based ceramics: computer modeling, production, testing» (Нова ударостійка кераміка на основі бору: комп’ютерне моделювання, виробництво, випробування), Programme NATO: Science for Peace and Security.
Міжнародний проєкт SPS G5773 «Advanced Material Engineering to Address Emerging Security Challenges" (“Інжиніринг перспективних матеріалів, що дозволять вирішити проблеми безпеки”, Programme NATO: Science for Peace and Security.
Проєкт CA19108, COST “High Temperature Super Conductivity for Acceierating the Energy Transition” (Високотемпературна надпровідність для прискорення передачі енергії), EUROPEAN COOPERATION in SCIENCE and TECHNOLOGY, ЄС.
Project “Topological order of electrons in solids: New materials, Phenomena & application Concepts (UKRATOP)”, funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF), Programe „Funding of the German-Ukrainian “Cores of Excellence (CoE) in Ukraine“.
Останні публікації
Joseph Halim, Patrick Chartier, Tatyana Basyuk, Tatyana Prikhna, El’ad N. Caspi, Michel W. Barsoum, Thierry Cabioc’h. Structure and thermal expansion of (Crx,V1−x)n+1AlCn phases measured by X-ray diffraction //Journal of the European Ceramic Society, Volume 37, Issue 1, 2017, Pages 15-2. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2016.07.022
T. A. Prikhna et al. Structure and Properties of MgB2 Bulks, Thin Films, and Wires // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 27, no. 4, pp. 1-5, June 2017, Art no. 6200705. DOI: 10.1109/TASC.2016.2638201
V. E. Shaternik, A. P. Shapovalov, T. A. Prikhna, O. Y. Suvorov, M. A. Skorik, V. I. Bondarchuk, V. E. Moshchil. Charge transport in hybrid tunnel superconductor—quantum dot —superconductor junctions // IEEE Transactions on Applied Superconductivity – 2017. – Vol. 27. – №. 4. – Р. 1-7.DOI:10.1109/TASC.2016.2636255
Bernd Halbedel, Tatiana Prikhna, Pamela Quiroz, Jens Schawohl, Thomas Kups, Mykola Monastyrov, Iron oxide nanopowder synthesized by electroerosion dispersion (EED) – Properties and potential for microwave applications //Current Applied Physics, Volume 18, Issue 11, 2018, Pages 1410-1414. https://doi.org/10.1016/j.cap.2018.08.006
.A. Prikhna, P.P. Barvitskyi, A.V. Maznaya, V.B. Muratov, L.N. Devin, A.V. Neshpor, V. Domnich, R. Haber, M.V. Karpets, E.V. Samus, S.N. Dub, V.E. Moshchil. Lightweight ceramics based on aluminum dodecaboride, boron carbide and self-bonded silicon carbide //Ceramics International, Volume 45, Issue 7, Part B, 2019, Pages 9580-9588. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.10.065
E. Gevorkyan, T. Prikhna, R. Vovk, M. Rucki, Z. Siemiatkowski, W. Kucharczyk, V. Chishkala, L. ChalkoSintered nanocomposites ZrO2-WC obtained with field assisted hot pressing //Composite Structures. - 2021. - № 259. - Р. 113443. DOI:10.1016/j.compstruct.2020.113443
Igor Petrusha, Chawon Hwang, Tatiana Prikhna, Metin Örnek, Dexin Zhao, Kelvin Y. Xie, Richard A. Haber, Myroslav Karpets, Semyon Ponomaryov, Sergey Dub, Viktoer Moshchil. A novel route to superhard nanocrystalline cubic boron nitride: Emulsion detonation and high-pressure high-temperature transformation-assisted consolidation //Journal of the European Ceramic Society, Volume 41, Issue 11, 2021, Pages 5505-5511. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.04.042
Baoxin Zhang, Tatiana Prikhna, Chunping Hu, Zhijiang Wang. Graphene-layer-coated boron carbide nanosheets with efficient electromagnetic wave absorption //Applied Surface Science,Volume 560, 2021, 150027. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.150027
T.A. Prikhna, O.P. Ostash, A.S. Kuprin, V.Ya. Podhurska, T.B. Serbenyuk, E.S. Gevorkyan, M. Rucki, W. Zurowski, W. Kucharczyk, V.B. Sverdun, M.V. Karpets, S.S. Ponomaryov, B.D. Vasyliv, V.E. Moshchil, M.A. Bortnitskaya. A new MAX phases-based electroconductive coating for high-temperature oxidizing environment //Composite Structures, Volume 277, 2021, 114649. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.114649
Ostash, O.P., Prikhna, T.O., Podhurska, V.Y. et al. Light Interconnects for Medium-Temperature (550–650°С) Solid-Oxide Fuel Cells //Mater Sci 57, 215–220 (2021). https://doi.org/10.1007/s11003-021-00534-1
2015–2017 рр.
№ДР 0115U002070 «Дослідження закономірностей та розробка стабільного процесу одержання виробів з карбіду кремнію з оптимальною структурою і підвищеними фізико-механічними властивостями методом гарячого пресування з послідуючим спіканням в парах кремнію». Замовлення НАН України.
2016–2018 рр.
№ДР 0115U006574 «Розробка багатофункціональних наноматеріалів на основі наноламінатних МАХ-фаз і оцінка можливості їх використання для потреб машинобудування, водневої та атомної енергетики». Замовлення НАН України.
2016–2018 рр.
№ДР 0015U006575 «Дослідження фізико-хімічного модифікування поверхні нанопорошків вуглецевих матеріалів, що входять до складу композиційних покриттів шліфпорошків алмазів для шліфувального інструменту підвищеної зносостійкості». Замовлення НАН України.
2017–2021 рр.
№ДР 0117U000389 «Розробка жаростійких і жароміцних керамічних композитних конструкційних матеріалів з малою питомою вагою та плівкових гетероструктур для роботи в екстремальних умовах». Замовлення НАН України. 2017-2019 рр. № 0117U000390 «Нова ударостійка кераміка на основі вищих боридів». Замовлення НАН України.
2018-2020 рр.
№ДР 0118U000008 «Наноінженерія нових високоефективних надпровідних і магнітних керамічних композиційних матеріалів та плівкових гетероструктур». Замовлення НАН України.
2019-2021 рр.
№ДР 0119U100587 «Розробка оціночних критеріїв відбору синтетичних алмазів марок АС80–АС300 за фізико-хімічними-механічними властивостями та морфометричними характеристиками для ефективного застосування в прецизійному правлячому інструменті» Замовлення НАН України.
2019-2021 рр.
ДР 0119U100583 «Дослідження процесів одержання та перспектив застосування ультрадисперсних порошків оксидів та карбідів методом електроерозійного диспергування» . Замовлення НАН України.
2019-2022 рр.
№ДР 0120U100117 «Розробка багатофункціональної кераміки на основі боридів, карбідів та силіцидів». Замовлення НАН України.
Проект за програмою Горизонт 2020 AERO UA Strategic and Targeted Support for Europe-Ukraine Collaboration in Aviation Research (Project reference: 724034, Topic: MG-1-5-2016-2017), ЄС.
Міжнародний проект SPS 985070 «New shock-resisting boron-based ceramics: computer modeling, production, testing» (Нова ударостійка кераміка на основі бору: комп’ютерне моделювання, виробництво, випробування), Programme NATO: Science for Peace and Security.
Міжнародний проєкт SPS G5773 «Advanced Material Engineering to Address Emerging Security Challenges" (“Інжиніринг перспективних матеріалів, що дозволять вирішити проблеми безпеки”, Programme NATO: Science for Peace and Security.
Проєкт CA19108, COST “High Temperature Super Conductivity for Acceierating the Energy Transition” (Високотемпературна надпровідність для прискорення передачі енергії), EUROPEAN COOPERATION in SCIENCE and TECHNOLOGY, ЄС.
Project “Topological order of electrons in solids: New materials, Phenomena & application Concepts (UKRATOP)”, funded by the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF), Programe „Funding of the German-Ukrainian “Cores of Excellence (CoE) in Ukraine“.
Останні публікації
Joseph Halim, Patrick Chartier, Tatyana Basyuk, Tatyana Prikhna, El’ad N. Caspi, Michel W. Barsoum, Thierry Cabioc’h. Structure and thermal expansion of (Crx,V1−x)n+1AlCn phases measured by X-ray diffraction //Journal of the European Ceramic Society, Volume 37, Issue 1, 2017, Pages 15-2. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2016.07.022
T. A. Prikhna et al. Structure and Properties of MgB2 Bulks, Thin Films, and Wires // IEEE Transactions on Applied Superconductivity, vol. 27, no. 4, pp. 1-5, June 2017, Art no. 6200705. DOI: 10.1109/TASC.2016.2638201
V. E. Shaternik, A. P. Shapovalov, T. A. Prikhna, O. Y. Suvorov, M. A. Skorik, V. I. Bondarchuk, V. E. Moshchil. Charge transport in hybrid tunnel superconductor—quantum dot —superconductor junctions // IEEE Transactions on Applied Superconductivity – 2017. – Vol. 27. – №. 4. – Р. 1-7.DOI:10.1109/TASC.2016.2636255
Bernd Halbedel, Tatiana Prikhna, Pamela Quiroz, Jens Schawohl, Thomas Kups, Mykola Monastyrov, Iron oxide nanopowder synthesized by electroerosion dispersion (EED) – Properties and potential for microwave applications //Current Applied Physics, Volume 18, Issue 11, 2018, Pages 1410-1414. https://doi.org/10.1016/j.cap.2018.08.006
.A. Prikhna, P.P. Barvitskyi, A.V. Maznaya, V.B. Muratov, L.N. Devin, A.V. Neshpor, V. Domnich, R. Haber, M.V. Karpets, E.V. Samus, S.N. Dub, V.E. Moshchil. Lightweight ceramics based on aluminum dodecaboride, boron carbide and self-bonded silicon carbide //Ceramics International, Volume 45, Issue 7, Part B, 2019, Pages 9580-9588. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.10.065
E. Gevorkyan, T. Prikhna, R. Vovk, M. Rucki, Z. Siemiatkowski, W. Kucharczyk, V. Chishkala, L. ChalkoSintered nanocomposites ZrO2-WC obtained with field assisted hot pressing //Composite Structures. - 2021. - № 259. - Р. 113443. DOI:10.1016/j.compstruct.2020.113443
Igor Petrusha, Chawon Hwang, Tatiana Prikhna, Metin Örnek, Dexin Zhao, Kelvin Y. Xie, Richard A. Haber, Myroslav Karpets, Semyon Ponomaryov, Sergey Dub, Viktoer Moshchil. A novel route to superhard nanocrystalline cubic boron nitride: Emulsion detonation and high-pressure high-temperature transformation-assisted consolidation //Journal of the European Ceramic Society, Volume 41, Issue 11, 2021, Pages 5505-5511. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.04.042
Baoxin Zhang, Tatiana Prikhna, Chunping Hu, Zhijiang Wang. Graphene-layer-coated boron carbide nanosheets with efficient electromagnetic wave absorption //Applied Surface Science,Volume 560, 2021, 150027. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2021.150027
T.A. Prikhna, O.P. Ostash, A.S. Kuprin, V.Ya. Podhurska, T.B. Serbenyuk, E.S. Gevorkyan, M. Rucki, W. Zurowski, W. Kucharczyk, V.B. Sverdun, M.V. Karpets, S.S. Ponomaryov, B.D. Vasyliv, V.E. Moshchil, M.A. Bortnitskaya. A new MAX phases-based electroconductive coating for high-temperature oxidizing environment //Composite Structures, Volume 277, 2021, 114649. https://doi.org/10.1016/j.compstruct.2021.114649
Ostash, O.P., Prikhna, T.O., Podhurska, V.Y. et al. Light Interconnects for Medium-Temperature (550–650°С) Solid-Oxide Fuel Cells //Mater Sci 57, 215–220 (2021). https://doi.org/10.1007/s11003-021-00534-1
