• Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона
    Національної академії наук України

    Bідділ захисних покриттів

    Борисов Юрій Сергійович

    Завідувач відділу,
    доктор технічних наук (Україна),
    діяч України в галузі науки і техніки,
    член Американського Товариства Матеріалів (АSM) і Міжнародного комітету по термічному напиленню,
    член Комітету термічного напилення Міжнародного інституту зварювання,
    член Консультативної Ради Американського біографічного товариства

    Склад відділу

    Загальна чисельність працівників 27, (25 наукових співробітників, 1 технічний співробітник, 1 сумісник), у тому числі: 2 доктора наук; 7 кандидатів наук

    1. 1
      Борисов Юрій Сергійович

      Завідувач відділу,
      доктор технічних наук (Україна),
      Заслужений діяч України в галузі науки і техніки

      Tел.: +38 044 206-11-71,

      E-mail: : borisov@paton.kiev.ua, uborisov29@gmail.com

    2. 2
      Олевська Людмила Павлівна

      Заступник зав. відділом

      Tel.: +38 044 200 86 48

      E-mail: olevska@paton.kiev.ua,

    3. 3
      Борисова Алла Лукінічна

      Провідний науковий співробітник,
      доктор технічних наук, професор

      Tel.: +38 044 205 24 67

    4. 4
      Войнарович Сергій Григорович

      Старший науковий співробітник,
      кандидат технічних наук,
      старший науковий співробітник

      Tel.: +38 044 205 25 60

      E-mail: voinarovych@kiev.ua,

    5. 5
      Кислиця Олександр Миколайович

      Старший науковий співробітник,
      кандидат технічних наук

      Tel.: +38 044 205 21 21

    6. 6
      Мурашов Анатолій Петрович

      Старший науковий співробітник,
      кандидат технічних наук

      Tel.: +38 044 205 26 36

    7. 7
      Бурлаченко Олексій Миколайович

      Старший науковий співробітник,
      кандидат технічних наук

      Tel.: +38 044 205 25 75

    8. 8
      Вігілянська Наталія Вікторівна

      Молодший науковий співробітник,
      кандидат технічних наук

      Tel.: +38 044 205 25 75

    9. 9
      Лопата Віталій Миколайович

      Науковий співробітник,
      кандидат технічних наук

      Tel.: +38 044 200 96 87

    10. 10
      Козьяков Ігор Олександрович

      Старший науковий співробітник,
      кандидат технічних наук

      Tel.: +38 044 205 25 64

    11. 11
      Кільдій Андрій Іванович

      Молодший науковий співробітник

      Tel.: +38 044 205 24 80

    Відділ було створено у 1985 році.

    Метою його створення була розробка наукових основ нових технологій нанесення захисних покриттів різного функціонального призначення (зносостійких, корозійностійких, жаростійких, теплозахисних, відновлювальних) із застосуванням методів газотермічного і магнетронного напилення на базі результатів досліджень фізико-хімічних і теплофізичних процесів формування шару захисних покриттів.

    Основні напрямки науково-технічної діяльності

    1. Дослідження фізико-хімічних і теплофізичних процесів формування шару нових захисних покриттів різного функціонального призначення в умовах методів газотермічного (ГТН) і магнетронного (МН) нанесення.
    2. Дослідження особливостей фізико-хімічних процесів, що відбуваються при формуванні захисного покриття в умовах різних методів газотермічного напилення, які мають різний рівень кінетичних і теплофізичних характеристик (плазмового напилення (ПН), включаючи атмосферне ПН, мікроплазмового, надзвукового повітряно-газового ПН; високошвидкісного газополуменевого, детонаційного, електродугової металізації) і методу магнетронного нанесення.
    3. Дослідження особливостей формування ГТН- і МН-покриттів, що мають різний тип структур (аморфних, квазікристалічних, наноструктурних, що містять МАХ-фази, керметні).
    4. Розробка наукових основ технологій нанесення електродугових покриттів з псевдосплавною і керметною структурою.
    5. Дослідження умов формування біосумісних покриттів з біоактивною і біокерметною структурою з застосуванням методів мікроплазмового напилення.
    6. Дослідження умов формування магнетронних покриттів з нанокристалічною структурою, що мають підвищені функціональні властивості (механічні, електромагнітні, біомедичні).
    7. Розробка складів і технології виготовлення з застосуванням методів механічного легування (МЛ) і механохімічного синтезу (МХС) порошків для нанесення функціональних покриттів з композиційною і нанорозмірною структурою.

    Основні результати роботи відділу

    1. Розробка наукових основ технології газотермічного напилення захисних покриттів на поверхню легких сплавів (Al-, Mg-, Ti-).
    2. Розробка складів і технології плазмового напилення теплозахисних покриттів підвищеної ефективності з квазікристалічною і аппроксимантною структурою.

    1 – Образец без покрытия; 2 – NiCrAlY; 3 – AlCuFe; 4 – NiCrAlY/ZrO2×Y2O3; 5 – NiCrAlY + (NiCrAlY/ZrO2×Y2O3 (3:1)) + (NiCrAlY/ZrO2×Y2O3 (1:1)) + (NiCrAlY/ZrO2×Y2O3 (1:3)) + ZrO2×Y2O3; 6 – AlCuFe + (AlCuFe/ZrO2×Y2O3 (3:1)) + (AlCuFe/ZrO2×Y2O3 (1:1)) +(AlCuFe/ZrO2×Y2O3 (1:3)) + ZrO2× Y2O3; 7 – AlCuFeTiCrSi+(AlCuFeTiCrSi/ZrO2×Y2O3 (3:1)) + (AlCuFeTiCrSi/ZrO2×Y2O3(1:1)) + (AlCuFeTiCrSi/ZrO2×Y2O3 (1:3)) + ZrO2× Y2O3

    Внешний вид поршней двигателя внутреннего сгорания:

    а – без покрытия; б – с покрытием AlCuFe (без обработки); в – с покрытием AlCuFe (после шлифовки)

     

    1. Розробка технології газотермічного нанесення зносостійкого двошарового покриття NiCr–WC-Co-Cr з властивостями, що перевершують властивості гальванічного Cr, для зміцнення деталей авіаційної техніки.
    2. Розробка технологій нанесення магнетронного покриття n-TiC/a-C товщиною 2-3 мкм з нанорозмірною структурою (3-10 нм).
    3. Розробка технології нанесення магнетронного покриття CNх з унікальними механічними і триботехнічними властивостями з застосуванням в парі тертя ендопротеза.
    4. Розробка технології магнетронного нанесення FeAl-покриття з наношаровою структурою та м’якими магнітними властивостями.
    5. Розробка технології нанесення магнетронних покриттів TiN/Si3N4, TiAlMoN/Si3N4 для підвищення зносостійкості ріжучих інструментів.

    Публікації
    Публікації

    Монографії (вибрані):

    1. Газотермическое напыление композиционных порошков / Кулик А.Я., Борисов Ю.С. Мнухин А.С.,Никитин М.Д. – Л.: Машиностроение, 1985. – 199 с. (переведено на японську мову)
    2. Газотермические покрытия из порошковых материалов / Борисов Ю.С., Харламов Ю.А., Сидоренко С.Л., Ардатовская Е.Н. – Справочник. Наукова думка. 1987. – 544 с.
    3. Некристаллические металлические материалы и покрытия в технике / Куницкий Ю.А., Коржик В.Н., Борисов Ю.С. – К.: Тэхника, 1988. – 198 с.
    4. Нанесення покриття / Борисов Ю.С., Корж В.М., Кузнецов В.Д.,Ющенко К.А. – Навчальний посібник. „Арістей”, Киев,  2005. -204 с.
    5. Інженерія поверхні / Борисов Ю.С., Ющенко К.А., Кузнецов В.Д., Корж В.М. – Наукова думка,  Киев, 2007. – 558 с.

    Статті (вибрані):

    1. Ю. С. Борисов, А. Л. Борисова, М. В. Коломыцев, О. П. Масючок (2015) Сверхзвуковое воздушно-газовое плазменное напыление керметных покрытий системы карбид титана-хрома–нихром. Автоматическая сварка. – № 2. – С. 21-27.
    2. . Ю.С. Борисов, Е.А. Астахов, А.П. Мурашов, А.П. Грищенко, Н.В.Вигилянская, М.В.Коломыцев (2015) Исследование структуры и свойств газотермических покрытий системы WC–Co–Cr, полученных высокоскоростными методами напыления. Автоматическая сварка. – № 10. – С.26-29.
    3. Ю. С. Борисов, А.Л. Борисова, Е.А. Астахов, Т.В. Цимбалистая, А.Н. Бурлаченко, М.А.Васильковская, А.И. Кильдий (2017) Детонационные покрытия из порошков интерметаллидов системы Fe-Al, полученных методом механохимического синтеза. Автоматическая сварка. – № 4. – С.25-31.
    4. Ю. С. Борисов, М.В.Кузнецов, Б.Т.Ткаченко, А.В.Волос, В.Г.Задоя, Л.М. Капитанчук, А.И. Гудыменко, В.Ф.Горбань (2017) Исследование процесса получения структуры  и свойств магнетронных нанослойных FeAl-покрытий. Автоматическая сварка. – № 6. – С.29-36.
    5. Ю. С. Борисов, А.Л. Борисова, А.Н. Бурлаченко, Т.В. Цымбалистая, Ц. Сендеровски (2017) Структура и свойства легированных порошков на основе интерметаллида Fe3Al для газотермического напыления, полученных методом механо-химического синтеза Автоматическая сварка. – № 9. – С.40-47.
    6. Yu.S. Borisov, N. Vigilianska, I. Demianov, O. Grishchenko (2018) Development of electric-arc pseudoalloy coatings for the strengthening of copper walls of molds. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies Vol. 3, No 12 (93), pp. 6-14.
    7. Ю. С. Борисов, А.Л.Борисова, Н.И. Капорик,  М.А.Васильковская, Т.В.Цымбалиста (2019) Жаростойкие газотермические покрытия на основе интерметаллида FeAlCr с добавкой CeO2 Автоматическая сварка. – № 9. – С.31-39.
    8. Ю. С. Борисов, А.Л.Борисова, Н.И. Капорик,  М.А.Васильковская, Т.В.Цымбалиста (2019) Диффузионные жаростойкие покрытия для нержавеющей и углеродистой сталей Автоматическая сварка. – № 10. – С.28-35.
    9. Yu.S. Borisov, S.G. Voinarovych, A.N. Kyslytsia, E.K. Kuzmych-Ianchuk, S.N. Kaliuzhnyi (2019) Investigation of electrical and thermal characteristics of plasmatron for microplasma spraying of coatings from powder materials. The Paton Welding Journal  11, pp 19-22
    10. Ю.С. Борисов, А.Л. Борисова, Н.В. Вігілянська, О.П. Грищенко, М.В. Коломицев (2020) Покриття на основі інтерметалідів Fe–Al, які отримані методами плазмового і надзвукового повітряно-газового плазмового напилення. Автоматическая сварка. – № 7. – С.32-40.
    11. Ю.С. Борисов, А.Л. Борисова, А.П. Мурашов, М.В. Коломыцев, А.Н. Бурлаченко, А.П. Грищенко. Газотермические теплозащитные покрытия с квазикристаллической и аппроксимантной структурой. Міжнародна конференція «Зварювання та Споріднені Технології – Сьогодення і Майбутнє». 5-6 грудня 2018 с.86, м. Київ
    12. A.L. Borisova, Yu.S. Borisov, A.P.Grishchenko, N.V.Vigilyanska, M.V.Kolomytsev, M.A.Vasilkovskaya. Structure and phase composition of ZrB2-SiC-AlN plasma coatings of the surface C/C-SiC composite material.  The Paton Welding Journal, 2019, №5 pp. 18-27.
    1. Борисов Ю.С., Войнарович С.Г., Ульянчич Н.В.

    Покрытия из биоактивной керамики, В монографии «Эндопротезы суставов человека: материалы и технологии» / Под ред. Н.В. Новикова, О.А. Розенберга, Й. Гавлика. – Киев: ИСМ им. В.Н. Бакуля НАН Украины, 2011.

     

    Патенти

    1. Патент на корисну модель № 55585, Україна. МПК C23C 4/12, C23C 4/04. Псевдосплавні покриття на основі міді та спосіб їх нанесення / Патон Б. Є., Борисов Ю. С., Дем’янов І. А., Мурашов А. П., Вігілянська Н. В., Грищенко О. П., Саєнко В. Я. Дата публікації відомостей про видачу патенту та номер бюлетеня: 27.12.2010, Бюл. № 24.
    2. Патент на корисну модель № 58852, Україна. МПК C23C 4/12. Спосіб нанесення псевдосплавних покриттів на основі міді / Патон Б. Є., Борисов Ю. С., Дем’янов І. А., Мурашов А. П., Вігілянська Н. В., Грищенко О. П., Саєнко В. Я. Дата публікації відомостей про видачу патенту та номер бюлетеня: 26.04.2011, Бюл. № 8.
    3. Патент на корисну модель № 80853, Україна. МПК C23C 4/00 Порошковий дріт з продуктами механохімічного синтезу для газотермічного нанесення псевдосплавних покриттів / Борисов Ю. С., Дем’янов І. А., Рябцев І.О., Вігілянська Н. В., Рупчев В.Л., Бурлаченко О.М. Дата публікації відомостей про видачу патенту та номер бюлетеня: 10.06.2013, Бюл. № 11.
    4. Патент на корисну модель № 68075, Україна. МПК: B23K 10/00 Інтегрований лазерно-дуговий плазмотрон / Ющенко К.А., Кривцун І.В., Борисов Ю.С., Фомакін О.О., Войнарович С. Г., Кислиця О.М., Кузьмич-Янчук Є.К, Хаскін В.Ю., Сіора О.В., Бернацький А.В., Дата публікації відомостей про видачу патенту та номер бюлетеня: 12.03.2012, Бюл. № 5.
    5. Патент на корисну модель № 89041, Україна. МПК: C22C 45/00, C22C 16/00 Композиційний аморфний матеріал на основі цирконію з антифрикційним компонентом дисульфіду молібдену / Астахов Є.А., Борисов Ю.С., Кільдій А.І., Бурлаченко О.М., Недайборщ С.Д., Щепетов В.В. Дата публікації відомостей про видачу патенту та номер бюлетеня: 10.04.2014, Бюл. № 7.
    6. Plasmatronforsprayingofcoatings, Yushenko K., Voinarovych S., Borisov Yu., Fomakin О

    Pub. No.:WO/2004/010747             International Application No.:PCT/UA2003/000014

    Publication Date: 29.01.2004          ,International Filing Date: 25.04.2003, IPC: H05H 1/32 (2006.01)

    Відзнаки наукових співробітників

    • Офіційне визнання
    • Відзнака НАН України «За професійні здобутки» (2018), Борисов Ю.С.
    • Відзнака НАН України «За наукові досягнення» (2018            ), Борисов Ю.С.
    • Почесне звання «Заслужений діяч науки і техніки України» (2008), Борисов Ю.С.
    • Почесне звання «Кращий винахідник АН УРСР» (1985), Борисова А.Л.
    • Відзнака НАН України «За підготовку наукової зміни» (2009), Борисова А.Л.

    Почесні грамоти та подяки: почесна грамота НАН України  д.т.н. Борисова А.Л. (2018 р.),  с.н.с. Войнарович С.Г.(2018 р.), грамота Президії НАН України – Войнарович С.Г. (2007);

    Переможці конкурсів: Друга премія в конкурсі науково-технічних проектів у III конкурсі науково-технічних проектів під девізом “Інтелектуальний потенціал молодих вчених – місту Києву” – Войнарович С.Г. (2003)

    Лауреат премії голови Голосіївської районної ради в м.Києві для обдарованої молоді Войнарович С.Г. (2007)

    Стипендіати НАН України: м.н.с. Грищенко О.П. (2012-2014), с.н.с. Бурлаченко О.М. (2012-2014)

    Стипендіати Президента України: Стипендія Президента України, д.т.н. Борисова А.Л. (2019), м.н.с. Вігілянська Н.В (2011-2013)

    Поточні проекти

    Поточні проекти

    1. Дослідження фізико-хімічних процесів формування газотермічних і магнетронних Ti-Al-покриттів з нанокомпозитною структурою для захисту поверхні Al- і Ti-сплавів від зношування та високотемпературної корозії, 2019-2021 рр.
    2. Розробка принципів оптимізації процесу формування структури покриттів триботехнічного і медичного призначення з підвищеною довговічністю та ефективністю, 2017-2021 рр.
    3. Розробка складу та технології мікроплазмового напилення біосумісних керметних покриттів з керованою структурою, 2017-2021 рр.
    4. Розробка складів та технологій нанесення ущільнюючих покриттів на деталі турбокомпресорних агрегатів газоперекачуючих станцій, 2021-2025 рр.

    Ресурси підрозділу
    Установки для тонкого і надтонкого подрібнення та активації різних матеріалів:

    – лабораторний планетарний кульовий млин «Активатор-2SL»;

    – лабораторний Атритор «ІЕЗ-1-05»;

    – вібромлин М10;

    – кульовий млин.

     

    Установки для напилення захисних покриттів:

    – установка аргоно-дугового плазмового напилення УПУ-8М;

    – установка надзвукового повітряно-газового плазмового напилення Київ-С;

    – установка газополуменевого напилення SNMI CYBER-JET;

    – установка електродугового напилення (електродугової металізації) ЕМ-14М;

    – установка детонаційного напилення «Перун-С»;

    – установка електроерозійного легування «ЭИЛВ-8»;

    – установка холодного газодинамічного напилення ДИМЕТ-403;

    – установка мікроплазмового напилення МП-004;

    – установка магнетронного напилення ВУ-1БС

    Співробітництво

    1. Східно – Казахстанський технологічний університет імені Даулет Серінбаєва (Казахстан).
    2. Інститут металознавства, споруд і технологій з Центром по гідро- і аеродинаміки ім. академіка Ангел Балевскі (Болгарія).
    3. Вармінсько – Мазурський університет (Польща)
    1. Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» (Україна)
    2. Національній авіаційний університет (Україна).

    Впровадження

    1. Розроблено та впроваджено в промислове виробництво на АТ «Мотор-Січ» технологія мікроплазмового нанесення Ті-покриття на компоненти ендопротеза кульшового суглоба.

    1. Розроблено технологію електродугового напилення псевдосплавних покриттів системи Cu-Fe-FeB для підвищення стійкості фрикційніх дисків автоматичної коробки передач екскаватора фірми «Liebherr» (для фірми «Гідроконтінент», м. Київ).
    2. Розроблено технологію нанесення антикавітаційного покриття на зовнішню поверхню сорочки охолодження гільз циліндрів двигунів внутрішнього згоряння (ТОВ «Мотордеталь-Конотоп», м. Конотоп).