Лаборатория ионно-плазменной и ионно-пучковой обработки материалов

• Джумаев Павел Сергеевич, к.т.н., доцент, руководитель лаборатории
• Польский Валерий Игоревич, к.ф.-м.н., доцент
• Кореневский Егор Леонидович, ассистент, заведующий учебной лабораторией
• Исаев Рафаэл Шахбаз оглы, инженер

• Разработка методов и методик модифицирования внутренней наружной и внутренней поверхности твэльных труб для ТВС реакторов на тепловых и быстрых нейтронах.
• Создание и исследование хромосодержащего покрытия на оболочках твэлов из сплава Э110о.ч., обеспечивающего повышение стойкости в условиях высокотемпературного окисления при температурах до 1500 °С.
• Поиск радиационно- и коррозионностойких состояний в семействе высокоэнтропийных сплавов, применительно к использованию в активных зонах ядерных реакторов.
• Электронно-микроскопические исследования структурно-фазового состояния конструкционных материалов, включая сплавы на основе циркония, аморфные и наноструктурные материалы, высокоэнтропийные сплавы, коррозионностойкие стали систем Fe-Cr-Ni, Fe-Cr и другие сплавы.

• Установка для ионно-пучковой финишной обработки материалов и изделий ИЛУР-03, оснащенная двумя ионными источниками и тремя магнетронами, применяется для ионно-пучковой обработки (травление и нанесение многослойных покрытий) вращающихся и движущихся вдоль камеры твэльных труб на проход через камеру.
• Установка для ионно-пучковой финишной обработки материалов и изделий КВК-10, оснащенная имплантером тяжелых ионов, двумя ионными источниками и тремя магнетронами, кассетой для размещения трубчатых образцов длиной 500 мм в количестве 24 штук (каждая трубка вращается вокруг оси и движется с кассетой вокруг оси кассеты).
• Установка Десна–М, для генерации импульсов высокотемпературной газовой плазмы по принципу Z-пинча.
• Растровый электронный микроскоп ZEISS EVO 50 XVP
• Просвечивающий электронный микроскоп ZEISS Libra-120
• Автоклав Buchi limbo 350 ls для проведения коррозионных испытаний образцов в водной среде при температурах до 350 °C, и давлениях до 300 атм.
• Лаборатория пробоподготовки для растровой и просвечивающей электронной микроскопии, включающая прецизионный отрезной станок, горячий пресс для запрессовки образцов в компаунд, шлифовально-полировальный станок, прибор TenuPol-5 для струйного электролитического утонения фольг для просвечивающей электронной микроскопии

• «Разработка и обоснование безопасности применения ядерного топлива для ядерных реакторов различных типов: «Создание и исследование хромосодержащего покрытия на оболочках твэлов из сплава Э110о.ч., обеспечивающего повышение стойкости в условиях высокотемпературного окисления при температурах до 1500 °С», 2020-2022 гг., источник финансирования АО ВНИИНМ, руководитель Калин Б.А.
• «Отработка технологии модифицирования внутренней поверхности на фрагментах твэльных труб и исследования микроструктуры опытных образцов», 2021 г., источник финансирования АО ВНИИНМ, руководитель Джумаев П.С.
• Создание антикоррозионных барьерных слоев на оболочках твэлов из сплава Э110 на губчатой основе путем ионно-плазменного модифицирования поверхности, 2017-2018 гг., источник финансирования АО ВНИИНМ, руководитель Калин Б.А.
• «Исследование локального химического состава образцов из сплавов титана», 2018 г., источник финансирования АО ЧМЗ, руководитель Джумаев П.С.
• «Исследование эффективности износостойких антикоррозионных барьерных слоев на оболочках твэлов из сплава Э110 применительно к разработке ATF топлива», 2018 г., источник финансирования АО ВНИИНМ, руководитель Калин Б.А.

Статьи сотрудников группы (по данным Crossref и OpenAlex) и более ранние работы.

2026

• Interfacial diffusion and high-temperature oxidation mechanisms of Cr2AlC MAX-phase coatings on 316L stainless steel: Role of a Cr3C2 diffusion barrier.
  Chubieva E.S., Dzhumaev P.S., Korenevski E.L.
  Surface and Coatings Technology, 2026, vol. 539, art. 133933. doi:10.1016/j.surfcoat.2026.133933
• Microstructure and hydrogen content of electrodeposited chromium coating on the inner surface of EP823-SH steel cladding.
  R.Sh I., Elmanov G.N., Dzhumaev P.S., Naumenko I.A., Polskij V.I., Markin A.V.
  Nuclear Engineering and Design, 2026, vol. 459, art. 115211. doi:10.1016/j.nucengdes.2026.115211

2025

• Structure and Mechanical Properties of Electrolytic Chromium Coatings Deposited on the Inner Surface of Fuel Cladding Made of EP823-Sh Steel.
  Elmanov G.N., Isaev R.S., Dzhumaev P.S., Yakovleva A.D., Loginov B.A., Naumenko I.A.
  Inorganic Materials: Applied Research, 2025, vol. 16(5), pp. 1324-1332. doi:10.1134/s2075113325701394

2024

• Corrosion of EP823 Steel Cladding Under Heavy-Liquid-Metal-Coolant Reactor Conditions: A Review.
  Isayev R., Pukhareva N., Malinovskiy E., Korenevski E., Dzhumaev P.
  Nuclear Science and Engineering, 2024, vol. 199(4), pp. 531-549. doi:10.1080/00295639.2024.2383110
• Corrosion resistance of chromium coating on the inner surface of EP823-Sh steel cladding.
  Isayev R.S., Dzhumaev P.S., Naumenko I.A., Leontieva-Smirnova M.V.
  Nuclear Energy and Technology, 2024, vol. 10(2), pp. 81-88. doi:10.3897/nucet.10.119642
• Formation of a Nickel Alloy Powder Coating on Thin-Walled Tubes by High-Speed Laser Cladding.
  Ermilova E.S., Ovsyankin I.R., Gavrikov A.A., Petrovskiy V.N., Dzhumaev P.S., Polsky V.I.
  Physics of Atomic Nuclei, 2024, vol. 87(11), pp. 1713-1721. doi:10.1134/s1063778824090114
• Interaction of Chrome Coating with Cladding Made of EP823-Sh Steel in the Temperature Range 420–650°C.
  Isayev R.S., Dzhumaev P.S.
  Physics of Atomic Nuclei, 2024, vol. 87(11), pp. 1689-1695. doi:10.1134/s1063778824100144
• Protective coatings forming on the surface of fuel rod by high-speed laser cladding.
  Ermilova E.S., Ovsyankin I.R., Petrovskij V.N., Dzhumaev P.S.
  Tsvetnye Metally, 2024, pp. 42-47. doi:10.17580/tsm.2024.11.05

2023

• Interaction of a diffusion barrier from the refractory metals with a zirconium alloy and a chrome coating of an accident tolerant fuel.
  Isayev R., Dzhumaev P.
  Nuclear Engineering and Design, 2023, vol. 407, art. 112307. doi:10.1016/j.nucengdes.2023.112307
• Microstructural evolution in ODS-EUROFER steel caused by high-dose He ion implantations with systematic variation of implantation parameters.
  Emelyanova O.V., Gentils A., Borodin V.A., Dzhumaev P.S., Vladimirov P.V., Lindau R., Möslang A.
  Nuclear Materials and Energy, 2023, vol. 35, art. 101456. doi:10.1016/j.nme.2023.101456

2022

• High-temperature oxidation of zirconium alloys with magnetron sputtered chromium coatings.
  Isaev R.S., Safonov D.A., Dzhumaev P.S., Korenevskiy E.L.
  Tsvetnye Metally, 2022, pp. 27-35. doi:10.17580/tsm.2022.10.04

2021

• Учебник «Физическое материаловедение» в 8 томах // Научный редактор Калин Б.А. // НИЯУ МИФИ, 2021.
• Чернов И.И., Углов В.В., Калин Б.А., Стальцов М.С., Тенишев А.В., Черенда Н.Н. Конструкционные и функциональные материалы ядерных энергетических установок // Минск: Вышэйшая школа, 2021, 239 стр.

2020

• Bubble-to-void transition promoted by oxide nanoparticles in ODS-EUROFER steel ion implanted to high He content.
  Emelyanova O., Gentils A., Borodin V.A., Ganchenkova M.G., Vladimirov P.V., Dzhumaev P.S., Golovchanskiy I.A., Lindau R., Möslang A.
  Journal of Nuclear Materials, 2020, vol. 545, art. 152724. doi:10.1016/j.jnucmat.2020.152724
• Features of creating wear-resistant anti-corrosion coatings with a barrier layer on fragments of fuel claddings from E110 o.ch..
  Kalin B.A., Yashin A.S., Dzhumaev P.S., Safonov D.A., Korenevsky E.L., Fedorov D.A., Novikov V.V., Kuznetsov V.I., Fedotov P.V., Krivobokov V.P., Yanin S.N., Mokrushin A.A., Polunin K.K., Uglov V.V.
  IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 2020, vol. 1005(1), art. 012009. doi:10.1088/1757-899x/1005/1/012009
• Investigation of Stainless Steel Obtained by Additive Technology as Applied to the Operating Conditions of Liquid Metal Heat-Exchange Systems.
  Ladyko M.A., Lyublinski I.E., Eremin A.G., Logachev I.A., Sentyurina Z.A., Dzhumaev P.S.
  Inorganic Materials: Applied Research, 2020, vol. 11(2), pp. 343-348. doi:10.1134/s2075113320020215
• Коррозия оболочек твэлов в жизненном цикле ТВС легководных реакторов // Крицкий В.Г., Калин Б.А. // НИЯУ МИФИ, 2020, 200 стр.

2019

• Applying Scanning Contact Potentiometry for Monitoring Incipient Cracks in Steels.
  Surin V.I., Polskij V.I., Osintsev A.V., Dzhumaev P.S.
  Russian Journal of Nondestructive Testing, 2019, vol. 55(1), pp. 59-67. doi:10.1134/s106183091901011x
• Experimental investigation of the failure of steel AISI 316 by the methods of structural analyses.
  Abu Ghazal A., Dzhumaev P., Osintsev A., Polsky V., Surin V.
  Letters on Materials, 2019, vol. 9(1), pp. 33-38. doi:10.22226/2410-3535-2019-1-33-38
• Microstructure and mechanical properties of stainless steel 316L obtained by Direct Metal Laser Deposition.
  Bykovskiy D.P., Ishkinyaev E.D., Petrovskiy V.N., Osintsev A.V., Dzhumaev P.S., Polskiy V.I., Sergeev K.L., Shchekin A.S.
  Journal of Physics: Conference Series, 2019, vol. 1238(1), art. 012029. doi:10.1088/1742-6596/1238/1/012029
• Study of Mechanical Characteristics of Stainless Steel Samples Obtained by Direct Laser Deposition.
  Ishkinyaev E.D., Petrovskiy V.N., Polskiy V.I., Dzhumaev P.S., Sergeev K.L., Shcekin A.S., Panov D.V., Ushakov D.V.
  Physics of Atomic Nuclei, 2019, vol. 82(11), pp. 1441-1444. doi:10.1134/s1063778819110048
• Анализ направлений создания толерантного топлива // Калин Б.А., Тенишев А.В., Полянский А.А. // АО «ГНЦ НИИАР» Димитровград, 2019.

2017

• Aydogan E., Chen T., Gigax J.G., Chen D., Wang X., Dzhumaev P.S., Emelyanova O.V., Ganchenkova M.G., Kalin B.A., Leontiva-Smirnova M., Valiev R.Z., Enikeev N.A., Abramova M.M., Wu Y., Lo W.Y., Yang Y., Short M., Maloy S.A., Garner F.A., Shao L. Effect of self-ion irradiation on the microstructural changes of alloy EK-181 in annealed and severely deformed conditions // Journal of Nuclear Materials, 2017, V.487, pp. 96-104.
• Kalin B.A., Volkov N.V., Valikov R.A., Yashin A.S. Effect of Ion Polishing on Corrosion Resistance of the Cladding of Fuel Elements from E110 Alloy in the Steam Water Environment // Inorganic Materials: Applied Research, 2017, Vol. 8, №. 3, P. 364–369.

• Выбор эффективных режимов ионного модифицирования внешней поверхности оболочек с целью повышения коррозионной стойкости, Кореневский Е.Л., Магистр, Специальность 22.04.01, 2019
• Исследование барьерного слоя между хромосодержащим покрытием и сплавом Э110, Новиков Р.Д., Инженер-физик, Специальность 140503, 2020.
• Обоснование применимости Та как барьерного слоя в системе Zr–Ta–Cr, Исаев Р.Ш., Магистр, Специальность 22.04.01, 2020.
• Исследование влияния модифицирования поверхности и поверхностного легирования иттрием, ниобием и танталом с применением потоков высокотемпературной импульсной плазмы на коррозионную стойкость сплава Э110, Федоров Д.А., Магистр, Специальность 22.04.01, 2020.
• Разработка метода алитирования сталей из предварительно нанесенных алюминиевых покрытий, Симдянова С.Д., Инженер-физик, Специальность 140503, 2021.
• Изучение процесса нанесения покрытий и ионного перемешивания атомов пленки и циркониевой подложки при бомбардировке тяжелыми ионами на установке КВК-10, Чурсин В.А, Инженер-физик, Специальность 140503, 2021.

• Отработка методов поверхностного жидкофазного легирования сплавов циркония для повышения их коррозионной стойкости
• Поиск коррозионностойких высокоэнтропийных сплавов на основе тугоплавких металлов в качестве защитных покрытий оболочек твэл толерантного топлива
• Отработка режимов нанесения плотных металлических покрытий методом магнетронного распыления импульсами высокой мощности (HIPiMS)
• Исследование влияния потенциала смещения на подложке на структурно-фазовое состояние хромсодержащих покрытий на сплавах циркония