– разработка технологических процессов создания упрочняющих защитных покрытий для повышения срока эксплуатации элементов оборудования ТЭС, АЭС и космической техники и машиностроения;

– увеличение эффективности методов нанесения покрытий и модифицирования поверхности посредством применения комбинированных технологических процессов и расширения области значений параметров, обеспечивающих реализацию процесса;

– создание защитных покрытий на конструкционных материалах, тугоплавких металлах и сплавах, углеродных материалах методом вакуумного активированного диффузионного насыщения;

– разработка защитных покрытий на изделиях из сталей, используемых в машиностроении Украины, жаростойких покрытий посредством одностадийной технологии на ниобии и его сплавах, комплексных защитных покрытий на изделиях из углеродных материалов.

– выявлено, что соотношение параметров решёток, определённых в эксперименте, к параметру решётки самого тугоплавкого металла в высокоэнтропийных сплавах (ВЭС) отражает уровень модуля упругости по отношению к теоретически возможной при данном наборе элементов как в литых ВЭС, так и в покрытиях на их основе. Определено влияние содержания высокоэнтропийной оксидной фазы в покрытии к твёрдости и модулю упругости. Показано, что в оптимальной пропорции твёрдость покрытия находится в области 23 – 27 ГПа. Отжиг високоэнтропийних оксидных покрытий при температуре 1373 К в течение 300 минут снижает твёрдость покрытий с 24 до 17 ГПа и приводит к незначительному увеличению структурных параметров. Оксидные покрытия имеют коэффициент трения ~ 0,05;

– покрытия TiAlSiYN, осаждённые при U_b = – 200 В, имеют высокую твёрдость H = 49,5 ГПа, за счёт формирования текстуры с осью [111], перпендикулярной плоскости роста. Особенностью износа инструмента с наноструктурным сверхтвёрдым покрытием TiAlSiYN является начало выкрашивания режущей кромки при величине h₃ ~ 0,2 мм. Механические испытания при резании закалённой стали (HRC = 64) инструментом из кубического нитрида бора (PcBN) с нанослойным защитным покрытием (TiAlSiY)N/CrN показали существенное (в 1,6 раза) снижение его износа;

– разработан уникальный способ получения многоцелевых защитных покрытий (термо-жаростойких до 2000°С, износостойких антифрикционных и других) на конструкционные материалы (стали, тугоплавкие сплавы, углеродные материалы) в условиях одновременного синергетического воздействия газовой фазы, жидкой среды и СВС (самораспространяющегося высокотемпературного синтеза);

– впервые в мировой практике получены многослойные нитридные покрытия на основе высокоэнтропийных сплавов Ti-Zr-Nb-Ta-Hf и нитридов переходных металлов VI группы. Показано, что при отрицательном потенциале смещения (U_п) менее  150 В, подаваемом на подложку при осаждении, в многослойных покрытиях с толщиной слоёв около 50 нм можно достичь двухфазного состояния с преимущественной ориентацией кристаллитов, что обусловливает высокую твёрдость (до 44 ГПа) и одновременно высокую адгезионную прочность (критическая нагрузка до 125 Н), а также низкий износ (как с контртелом Al₂O₃, так и со сталью);

– разработана теория температурно-аномальной диффузии (ТАД) под воздействием внешних периодических полей. Определены области существования ТАД в зависимости от амплитуды и частоты приложенных полей. Рассчитана степень усиления диффузии при различных условиях. Показано, что используя поля, в рассчитанном узком диапазоне амплитуд и частоты можно ускорять диффузионные процессы на многие порядки, не повышая температуру материала;

– впервые проведено термодинамическое рассмотрение образований антикоррозийных покрытий на тугоплавких материалах (Nb, Ta и их сплавах) в условиях одностадийного насыщения в многокомпонентной засыпке с образованием стойких к коррозии боросилицидов W, Mo и Hf. Это даёт возможность наносить жароустойчивые покрытия на Nb и др. без предварительного нанесения подслоев чистых металлов, преобразованных потом в жароустойчивые силициды;

– разработана и апробирована новая технология нанесения покрытий методом электронно-лучевого кластерного осаждения с использованием наноразмерных кластеров, которые формируются в сверхзвуковом потоке несущего газа при взаимодействии его с первичным паровым потоком. Достигнутые скорости нанесения покрытий из сплава ВХ2К и Zr₂ на цирконий Е–125 от 1 до 10 мкм/мин. Исследована жаростойкость покрытий в температурном интервале 800 – 1100°С. Глубина проникновения О₂ в Zr не превышает нескольких микрометров за 1 час испытаний при 1100°С;

– совместно с Институтом проблем машиностроения им. А.Н. Подгорного НАНУ разработана и согласована с АО "Турбоатом" новая концепция противоэрозионной защиты сверхдлинных лопаток мощных паровых турбин для АЭС. Концепция основана на объединении активных и пассивных методов защиты, которые предусматривают рядом с традиционным методом закала входных кромок ТВЧ, нанесение наноструктурного защитного покрытия и формирование рабочих процессов в проточной части, которые обеспечивают повышение эрозионной стойкости рабочих лопаток;

– разработана новая технология нанесения многоцелевых комплексных покрытий в условиях воздействия газообразного активатора, жидких сред и СВС процесса одновременно на изделия сложной конфигурации, в том числе и с внутренними скрытыми полостями, из металлов, их сплавов и углерод-углеродных материалов. Покрытия могут быть нанесены, в частности, на камеры сгорания ракетных двигателей, лопатки ГТД, шаровые ТВЭЛы для высокотемпературных реакторов, плиты из графита и на внутренние поверхности паропроводов АЭС и др.;

– построена теория диффузии и транспорта частиц в пространственно-периодических структурах с малой диссипацией. Впервые получены аналитические выражения для потока частиц, эффективной температуры и времени корреляции. Эти высказывания (какие-такие высказывания?) могут широко использоваться при постановке, проведении и анализе экспериментов в широком классе физических систем. Это поверхностная и объёмная диффузия дефектов, пластичность материалов, аномальное проникновение дефектов при облучении, контакты Джозефсона и др. Полученные теоретические результаты открывают новые возможности для создания перспективных технологий в области физики твёрдого тела;

– разработана и введена в производство технология упрочнения инструмента холодной высадки из стали Х12М путём нанесения на поверхность ионно-плазменных покрытий системы титан-кремний-азот. Покрытия применяются Харьковским метизным заводом в качестве финишной операции изготовления инструмента, которая обеспечивает снижение стоимости его изготовления в перерасчёте на тонну продукции от двух до трёх раз;

– выпущена партия серийных камер сгорания неохлаждаемых реактивных двигателей малой тяги из ниобия в количестве 20 штук, которые будут использоваться в Украине и Италии. Были получены высокие результаты по жаростойкости натурных камер сгорания из ниобиевого сплава Рб5В2МЦ-М неохлаждаемого жидкостного апогейного двигателя малой тяги РД840;

– созданы толстые 100 – 200 мкм нитридные покрытия для упрочнения поверхностей элементов деталей авиации, и в перспективе турбинных лопаток. Разработаны 2 методики скоростного и глубинного азотирования сталей (в частности пуансонов) не имеющие по своим характеристикам аналогов. Разработаны и используются в упрочнении поверхностей твёрдосплавного режущего инструмента сверхтвёрдые многослойные нитридные покрытия, которые превосходят или соизмеримы в стойкости с зарубежными TiAlSiN, но не подвержены хрупкому излому, что позволяет импортозаместить новый или перезаточённый инструмент. Разработанные технологии дали возможность создать комплексную методику "азотирование + многослойное покрытие" для упрочнения поверхностей деталей машин из низко-, средне- и высоколегированных сталей;

– разработанна технология нанесения покрытий толщиной ~ 250 мкм, а также дистанцирующих выступов высотой ~ 1,75 мм из тантала для формирования герметичной коррозионностойкой оболочки в условиях облучения высокоэнергетичными электронами в водной среде. Оболочки на вольфрамовых пластинах размером 66 × 66 мм и толщинами 3, 4, 6 и 10 мм, являющихся нейтронообразующими элементами мишени установки «Источник нейтронов» ННЦ ХФТИ;

– разработана и испытана технология осаждения бескапельных покрытий с использованием плазмы дугового разряда. Скорость осаждения нитридных покрытий составляет 10 – 17 мкм/ч. Эта технология является конкурентноспособной с магнетронами и сепараторами.

– Лаборатория активированного вакуумно-диффузионного насыщения.

В настоящий момент основной деятельностью лаборатории является разработка защитных покрытий на изделиях из сталей, используемых в машиностроении Украины, жаростойких покрытий посредством одностадийной технологии на ниобии и его сплавах, комплексных защитных покрытий на изделиях из углеродных материалов.

– Лаборатория разработки и исследования интенсивных ионно-плазменных технологий.

Основными направлениями работы лаборатории являются газофазное, атомно-ионное и вакуумно-дуговое осаждение покрытий, а также азотирование в плазме дугового разряда и развитие технологии бескапельного осаждения покрытий.