Історія кафедри ВТМ та ПМ
Бурхливий розвиток науки і техніки у другій половині XX ст., перш за все поява аерокосмічної галузі та ядерної енергетики, поставили питання про необхідність підготовки спеціалістів в галузі порошкової металургії, які б володіли методологією створення високотемпературних поліфункціональних матеріалів, здатних працювати в екстремальних умовах експлуатації. Саме тому в 1962 р. у Київському політехнічному інституті було створено кафедру високотемпературних матеріалів та порошкової металургії. Ії завідувачем був призначений всесвітньо відомий вчений, член-кореспондент Академії наук УРСР, доктор технічних наук, професор Григорій Валентинович Самсонов.
Г.В.Самсонов постійно турбувався про підвищення кваліфікації науково-педагогічних кадрів. Під його науковим керівництвом на кафедрі в найкоротший термін підготували та захистили кандидатські дисертації А.М.Крушинський (1966), В.Я.Шлюко (1966), Л.І.Приходько (1969), В.А.Горбатюк (1970), А.М.Степанчук (1971), А.О.Іванько (1972), В.П.Бондаренко (1968), В.К.Вітрянюк (1969), П.А.Бойко (1969). На кафедрі підготували кандидатські дисертації майбутні провідні твердосплавники: І.М.Муха (працював начальником галузевого науково-дослідного відділу твердих сплавів на ВО ім. С. П. Корольова), Г.В.Плющ (був генеральним директором НВО "Київський ювелірний завод"), М.Н.Довбищук, М.М.Пивоваров (був директором Дніпровського заводу твердих сплавів, згодом — Світловодського комбінату твердих сплавів і тугоплавких металів). Кандидатські дисертації також захистили: Л.М.Верменко, Ф.С.Гарибян, Ф.І.Чаплигін, О.С.Юрченко, І.І.Білик, В.В.Морозов, Г.Ш.Упадхая (Індія), П.Лукч (Угорщина), М.П.Димитрова (Болгарія), М.О.Воронкін та багато інших. Довготривале стажування на кафедрі проходили спеціалісти з Румунії (Палфалві Ахілла), Німеччини (Герберт Лук), Франції (Жан Етурно), Китаю (Ху Цзянь).
Значну увагу Г.В.Самсонов приділяв інформаційному забезпеченню наукових досліджень, залучаючи до цієї справи аспірантів. Це дало змогу багатьом із них після закінчення аспірантури бути співавторами монографій. Зокрема, за участю співробітників та аспірантів кафедри вийшли друком такі монографії: Г.В.Самсонов, Тугоплавкие соединения (1963); Н.3.Поздняк, А.Н.Крушинский, Проектирование и оборудование цехов порошковой металлургии (1963); Г.В.Самсонов, А.П.Эпик, Защитные покрытия (1973); М.М.Ристич, Г.В.Самсонов, А.Н.Степанчук и др., Порошковая металлургия. Физико-химические основи (1973); Г.В.Самсонов, В.К.Витрянюк, Ф.И.Чаплыгин, Карбиды вольфрама (1974); Г.В.Самсонов, Г.Ш.Упадхая, В.С.Нешпор, Физическое материаловедение карбидов (1974); Г.В.Самсонов, Т.И.Серебрякова, В.А.Неронов, Бориды (1975); Г.А.Іванько, Мікротвердість (1978). За останні роки під керівництвом професора А.М.Степанчука видано підручники з технології порошкової металургії та теорії процесів одержання порошкових і композиційних матеріалів. Професором І.Г.Чернишом та колективом авторів видано підручник "Неметалеві матеріали".
Г. В. Самсонов постійно і наполегливо працював над вдосконаленням навчальних планів та змісту окремих навчальних дисциплін. Враховуючи те, що синтез нових тугоплавких сполук неможливий без дослідження геометрії і внутрішньої будови кристалів, які визначають фізичні та технологічні властивості порошків тугоплавких сполук, Григорій Валентинович запровадив курси з кристалографії та кристалохімії. Саме плідна співпраця кристалографів та дослідників фізико-механічних властивостей карбідів, карбоборидів, карбонітридів, гідридів (Л.М.Баженова, В.Я.Шлюко, Г.О.Іванько, Л.І.Приходько, В.А.Горбатюк, А.М.Степанчук, В.П.Бондаренко, В.К.Вітрянюк, П.А.Бойко, М.О.Воронкін, І.І.Білик, В.В.Морозов, Г.Ш.Упадхая) дозволила працювати системно і цілеспрямовано, створюючи теоретичні основи матеріалознавства порошкових та композиційних матеріалів. Суттєві зміни були внесені в курси вивчення процесів теплопередачі та нагрівання порошкових пористих матеріалів.
Як стверджував Г.В.Самсонов, для одержання достовірних значень фізичних характеристик, які можна було б без особливих припущень приписати матеріалу, найбільш доцільним є дослідження монокристалів. Першим наближенням до них були зразки плавлених тугоплавких сполук, в яких відсутня пористість. Під керівництвом Г.В.Самсонова на кафедрі були поставлені науково-дослідні та лабораторні роботи з метою отримання плавлених тугоплавких сполук та їх сплавів (А.М.Степанчук, А.С.Притуляк).
Григорієм Валентиновичем було започатковано принципово нові на той час напрямки наукових досліджень та інноваційної діяльності, які не втратили своєї актуальності і успішно розвиваються сьогодні. Одним з основних наукових напрямків кафедри є створення матеріалів для емісійної електроніки. Під керівництвом Г.В.Самсонова на кафедрі розроблено фізико-хімічні основи технології одержання боридних фаз рідкісноземельних металів (РЗМ) та виробів з них (отримані результати склали основу кандидатської дисертації В.Я.Шлюко).
У подальшому були розроблені фізичні та технологічні основи створення емісійних матеріалів для електронних та іонних систем великої потужності на основі боридів РЗМ, які знайшли відображення в докторській дисертації В. Я. Шлюко (1983).
Вагомий внесок у розвиток катодного напрямку зробив В.В.Морозов. Вченим вперше отримано ультрадисперсні порошки боридів. Показано, що такі порошки можуть формуватися без застосування зв'язок, а сам матеріал має значно нижчу роботу виходу. Робоча температура таких катодів знижується до 1100-1200°С.
У 1965 р. Григорієм Валентиновичем були розпочаті наукові роботи з отримання особливо чистих тугоплавких сполук.
Другий важливий науковий напрямок роботи кафедри — дослідження гами твердих порошкових сполук та створення спечених твердих сплавів з покращеними фізико-механічними характеристиками. Ці дослідження розпочав А.М.Крушинський з розробки спечених твердих сплавів особливої структури — з нерівномірним розподіленням карбідної складової. Отримані ним результати лягли в основу першої виконаної на кафедрі кандидатської дисертації (1966). У подальшому проводились роботи зі створення градієнтної структури при виготовленні твердосплавних свердел, штапиків тощо (В.Є.Любимов, І.М.Муха, В.К.Вітрянок). Науково-технологічні роботи в області твердих сплавів суттєво розширилися в 1964-65 рр. (В.П.Бондаренко, В.К.Вітрянюк, П.А.Бойко, І.М.Муха, Г.В.Плющ). Окрім створення сплавів зі змінним вмістом карбідної складової та зв'язки були розроблені унікальні на той час дослідно-промислові технології одержання дрібнорозмірного інструменту методом мундштучного пресування та механічної обробки, способи та технології дифузійного зварювання твердих сплавів із сталлю тощо. Розробки І.М.Мухи та Г.В.Плюща були впроваджені у виробництво на заводі "Радіоприлад" та Київському радіозаводі. Окрім того, була спроектована дільниця з виготовлення твердих сплавів для заводу "Реле та автоматика" (А.М.Крушинський, П.А.Бойко, В.К.Вітрянюк). Пізніше вона була перетворена на базову лабораторію, яку очолив П.А.Бойко.
У 1968 р. розпочався зовсім новий етап робіт — створення так званих безвольфрамових твердих сплавів (Г.Т.Дзодзіев). Ці роботи виконувались під науковим керівництвом Г. В. Самсонова спільними зусиллями фахівців Чирчикської філії ВНДІ твердих сплавів та Узбецького комбінату тугоплавких і жаростійких металів. Завдяки об'єднанню зусиль вчених і виробничників у порівняно короткий термін були розроблені дослідно-промислові технології виробництва твердих сплавів на основі карбіду титану з нікель-молібденовою зв'язкою (Г.Т.Дзодзієв, Г.В.Самсонов, В.К.Вітрянюк). У 1969-70 рр. вперше в СРСР було розпочато їх експериментальний випуск на Узбецькому комбінаті тугоплавких і жаростійких металів. Безпосередню участь у виконанні цих робіт брали В.К.Вітрянюк, А.М.Крушинський, Т.О.Шаповал, В.І.Остапчук.
У 1983-84 рр. за ініціативою В.Я.Шлюко та Г.Т.Дзодзієва кафедрою спільно з Київською філією СКТБ "Оргпримтвердосплав" знову були проведені дослідження безвольфрамових твердих сплавів на основі сполук титану з вуглецем та азотом. На відміну від раніше створених на кафедрі сплавів типу КТНМ30, а також сплавів марок КНТ16 та ТВ4, створених Інститутом хімії Уральського наукового центу та ВНДІТ твердих сплавів (Москва), основою яких був карбонітрид титану з певним вмістом вуглецю та азоту, в нових сплавах використані окремо підготовлені вихідні порошки карбіду титану та нітриду титану, а також незначні добавки карбіду ніобію (Г.Т.Дзодзієв, В.К.Вітрянюк, В.Я.Шлюко Р.В.Кантор). Завдяки цьому підвищується стабільність властивостей нового сплаву марки НТН30 - за міцністю та тріщиностійкістю він суттєво перевершує промислові марки сплавів на основі карбіду титану ТН20 та карбонітриду титану КНТ16. У 1984-85 рр. у Київській філії СКТБ "Оргп-римтвердосплав", а потім на Світловодському комбінаті був організований дослідно-промисловий випуск безвольфрамових сплавів НТН3О.
У 1970 р. під керівництвом Г. В. Самсонова вперше в Україні на кафедрі були започатковані роботи щодо створення порошкового інструменту на основі плавлених тугоплавких сполук (А.М.Степанчук, А.С.Притуляк, А.А.Адамовський). Встановлено залежність механічних властивостей плавлених тугоплавких сполук від модуля їх пружності: з його збільшенням механічна міцність матеріалу зростає. Механічна міцність абразивних зерен із плавлених карбідів, карбоборидів і карбонітрідів перехідних металів значно більше, ніж у зерен спечених матеріалів. Плавлені тугоплавкі сполуки мають більш високу абразивну здатність. Вивчення фізико-хімічних явищ, які спостерігаються при абразивній обробці матеріалів, дало можливість зробити висновок щодо перспективності використання абразивних кругів із плавлених тугоплавких сполук при шліфуванні, особливо пластичних матеріалів. У цьому випадку збільшується чистота оброблюваної поверхні.
Було запропоновано принцип створення композиційних магнітно-абразивних матеріалів, в яких абразивна складова з тугоплавкої сполуки була отримана плавленням (Г.В.Самсонов, Г.Д.Налівка, А.М.Степанчук, В.Я.Шлюко, І.І.Білик, Т.Я.Гридасова, О.В.Степанов, В.С.Майборода та інші). Розробки матеріалів та пристроїв для магнітно-абразивної обробки захищені більш ніж 20 авторськими свідоцтвами.
Одним із напрямків наукової діяльності кафедри є розробка матеріалів та технологічних процесів нанесення покриттів газотермічними методами. Роботи проводяться з 1980 р. під керівництвом А.М.Степанчука за участю М.С.Вдовіченка, О.А.Нечипоренка, І.І.Білика, А.В.Бєсова. На кафедрі створено лабораторію, яка оснащена установками для плазмового напилення, газополуменевого осадження, електродугової металізації, газопорошкової наплавки, а також мікроплазмовою установкою та установками типу "Булат". Науковим результатом цього напрямку є розробка принципів створення композиційних покриттів на основі тугоплавких сполук. На кафедрі вперше в Україні започатковано нанесення покриттів за допомогою гнучких порошкових шнурів. Науковці кафедри брали активну участь в організації виробництва гнучких порошкових шнурів у СРСР (Спільне радянсько-французське підприємство "Техні-корд", м.Люберці Московської обл.).
На кафедрі під керівництвом Г.В.Самсонова впродовж певного періоду (1965-1979) проводились наукові роботи зі створення та впровадження магнітних матеріалів. Активну участь у них брали В.А.Горбатюк, Л.А.Верменко, Т.Я.Гридасова. Особливо плідною виявилась ідея Г.В.Самсонова про можливість ефективно впливати на властивості феритів зі шпінельною та гексагональною кристалічною структурою шляхом легування їх оксидами РЗМ. То був зовсім новий, оригінальний підхід до розв'язання не тільки наукових проблем в галузі магнетизму оксидних магнітних матеріалів, але й до створення нових феритів та удосконалення технології їх отримання.
До найцікавіших наукових результатів належить розробка технології отримання легованих феритів методом сумісного осадження гідрооксидів металів, що дозволило значно підвищити рівень розчинності іонів РЗМ у шпінельних ґратках феритів і збільшити ефективність їх впливу на магнітні властивості матеріалів (Л.А.Верменко). Легування оксидами РЗМ літієвого фериту з прямокутною петлею гістерезису привело до створення нового матеріалу для мікросердечників з високими імпульсними характеристиками, які використовували у швидкодіючих елементах пам'яті (Т.Я.Гридасова, М.Дімітрова (Болгарія)).
Під керівництвом Г.В.Самсонова на кафедрі були впроваджені розчинні технології для отримання складних оксидних надпровідних матеріалів. Пізніше це дозволило В.Я.Шлюко, Т.Я.Гридасовій, В.В.Морозову спільно зі співробітниками хімічного факультету Московського державного університету (Ю.Д.Третьяков) розробити кріохімічну технологію отримання наноструктурованих оксидних надпровідних матеріалів.
Сьогодні зусилля колективу кафедри спрямовані на те, щоб бути відомим в Україні і світі центром освіти, науки й інноватики в галузі матеріалознавства порошкових та композиційних матеріалів. Завдяки тісній співпраці в рамках асоціації "Матеріалознавство" кафедра має потужний кадровий потенціал. Близько 40% викладацького складу кафедри — це провідні, знані в світі вчені-матеріалознавці інститутів Академії наук України: академіки В.В.Скороход та А.Г.Косторнов, члени-кореспонденти В.П.Бондаренко, А.В.Рагуля, В.З.Туркевич, професори М.С.Ковальченко, В.А.Маслюк та В.Ю.Олікер, доктори наук, О.І.Райченко та С.М.Солонін, доцент О.Г.Моляр.
Кафедра береже і примножує славні традиції, започатковані Г.В.Самсоновим. На кафедрі створено розгалужену систему підготовки фахівців-матеріалознавців і металургів. Одним із головних етапів є до-вузівська підготовка, в рамках якої кафедра, співпрацює з Малою академією наук, Українським центром позашкільної освіти, має низку прямих договорів зі школами фізико-математичного спрямування, проводить у своїх аудиторіях та лабораторіях конкурси-захисти науково-дослідницьких робіт, раціоналізаторських пропозицій та винаходів, що виконані школярами. Все це дозволяє проводити активну профорієнтаційну роботу серед обдарованих, працездатних, кращих представників учнівської молоді, які в недалекому майбутньому зможуть гідно нести прапор матеріалознавчої науки.