Висвітлено сучасні уявлення про атомну структуру кристалічних, аморфних і рідких тіл, природу їх фізичних властивостей. Розглянуто питання атомної будови металів (опис структури кристалів, теплові коливання гратки, теплові властивості металів), електронні властивості металів (теорію електропровідності, квантову теорію вільних електронів, зонну теорію твердих тіл), експериментальні дані про електронну будову металів, провідники, діелектрики та напівпровідники з точки зору зонної теорії, електричний опір металів, феромагнетизм, надпровідність, термоелектронну емісію, природу термоелектрики, ефект Холла та інші гальваномагнітні явища, будову розплавлених металів. Досліджено сили зв'язку у твердих тілах (іонний, ковалентний, Ван-дер-Ваальсовий та металічний зв'язки), будову аморфних сплавів, умови утворення металевого скла, кристалізацію, атомну структуру та структурні недосконалості металевого скла, особливості фізичних властивостей аморфних сплавів, магнітні властивості металевого скла. Розглянуто атомну структуру поверхні, симетрію тривимірного кристала з ідеальною поверхнею, трансляційну симетрію, гратку ідеальної поверхні, дифракцію повільних електронів, а також наведено експериментальні методи визначення структури поверхні.

Розглянуто методичні основи проектування програмно-педагогічних засобів (ППЗ) з матеріалознавчих дисциплін, які забезпечують ефективну інтеграцію комп'ютерних програм навчального призначення з матеріалознавства у цілісний навчально-методичний комплекс інженерної підготовки. Обгрунтовано поліструктурну модель ППЗ, яка базується на взаємозв'язку інтелектуально-логічного та змістовно-інтегративного компонентів, що ефективно впливають на формування професійних якостей інженерів. Відзначено, що особливе місце серед ППЗ належить мультимедійним електронним підручникам і посібникам, в яких поєднуються різноманітні комплексні форми подання й опрацювання навчального матеріалу: відео-, аудіо-, комп'ютерні, телекомунікаційні.

Викладено підходи щодо використання в навчальному процесі сучасних інформаційних технологій. Описано методи та засоби забезпечення доступу до системи знань в інформаційному просторі. Визначено підходи до створення віртуального навчального середовища та електронних засобів навчання з використанням різних інформаційних джерел, зокрема, відеоматеріалів та вимірювального обладнання. Наведено технологічні рішення щодо створення та використання засобів проведення відеоконференцій для виявлення та управління навчальною діяльністю обдарованої молоді.

Отмечено, что поэтапная реализация комплексного подхода к решению проблем информатизации выпускающей кафедры технического университета привела к созданию виртуального образовательного пространства кафедры физики металлов НТУУ "КПИ". Проанализирована структура, функции, информационно-методическое и педагогическое программное обеспечение виртуального пространства кафедры, новые возможности для повышения качества образования ее выпускников.

Представлена концепция непрерывной подготовки студентов физико-технических специальностей в области информатики и компьютерных информационных технологий (ИКТ) на примере опыта кафедры физики металлов Национального технического университета Украины "Киевский политехнический институт". Эта концепция реализуется: изучением информатики и ИКТ в качестве дисциплин фундаментальной подготовки; преподаванием дисциплин, в которых рассматриваются вопросы информатики относительно специализации будущих инженеров; развитием умений и навыков использования ИКТ для решения учебных задач.

Досліджено особливості поведінки найбільш поширеного структурного дефекту, який визначає властивості матеріалу, а саме вакансії, за високих температур. Теоретично досліджено температурну залежність енергії формування вакансії в чистих 5d ГЦК та ОЦК перехідних металах Au, Pt і W за допомогою методів теорії функціоналу щільності. Мета роботи - використання експериментальних значень параметрів гратки для відповідних температур. Обговорено внески в енергію формування вакансій, результати комп'ютерного моделювання свідчать, що всі вони можуть відігравати важливу роль. Показано, що теплове збудження має істотний вплив на енергію формування вакансій за високих температур. Доведено можливість існування компенсаційного ефекту, тобто одночасної зміни внесків вільної енергії до енергії формування вакансії в 5d ГЦК та ОЦК перехідних металах Au, Pt та W. Урахування внесків вільної енергії коливань і теплового збудження електронів залежно від температури адає змогу одержати якісну картину ефекту теплового розширення. Розраховані енергії формування вакансій добре узгоджуються з попередніми теоретичними й експериментальними дослідженнями. Ефект взаємної компенсації різних внесків у енергію формування вакансії надає можливість пояснити, чому при експериментальних дослідженнях спостерігається майже однакове значення енергії формування вакансії за різних температур, та виправдовує нехтування температурною залежністю при моделюванні властивостей чистих 5d ГЦК та ОЦК перехідних металів.

Досліджено шляхом комп'ютерного моделювання на основі теорії функціоналу щільності (ТФЩ) параметрів коефіцієнта дифузії за вакансійним механізмом за наявності двох точкових дефектів (вакансії та атома домішки) з урахуванням фактора температури. Мета роботи - розвиток теоретичних уявлень щодо механізмів дифузії на атомному/субатомному рівні, зокрема з урахуванням температурної залежності енергії формування вакансії, енергії міграції та енергії активації дифузії в металевих системах Ag - Mo і Mo - Ag. Розрахунки виконано у програмному комплексі VASP за допомогою методу приєднаних плоских хвиль із застосуванням обмінно-кореляційного потенціалу PBEsol. Оптимізація геометрії структури відбувалася релаксацією позицій іонів за фіксованого об'єму 64-атомної суперкомірки. Особливістю розрахунків є використання експериментальних значень параметрів гратки матриці основного елемента для відповідних температур. Представлено особливості розрахунку енергії формування вакансій, енергії міграції та енергії активації дифузії з перших принципів. Показано, що теплове збудження має істотний вплив на енергію формування вакансій, енергію міграції та активації дифузії за високих температур. Доведено можливість існування компенсаційного ефекту, тобто одночасної зміни внесків вільної енергії до енергії формування вакансії у складних металевих системах Ag - Mo і Mo - Ag. Урахування внесків вільної енергії коливань, теплового збудження електронів та енергії парної взаємодії залежно від температури надає змогу уточнити картину ефекту теплового розширення матеріалу. Висновки: розраховано енергії формування вакансій, міграції та активації дифузії добре узгоджуються з попередніми теоретичними і експериментальними дослідженнями. Підтверджено наявність ефекту взаємної компенсації різних внесків у енергію формування вакансії у складних металевих системах. Виявлено особливості існування компенсаційного ефекту для системи Mo - Ag, які потребують додаткових досліджень.