Наукові дослідження на кафедрі матеріалознавства виконуються за наступними напрямами, які очолюють доктори наук, професори:

• Фазо-, текстуро- і структуроутворення матеріалів при електрокристалізації та розробка технологій одержання покриттів з поліпшеними властивостями (керівник – д.т.н., проф. О. Б. Гірін). Цей напрям наукової діяльності кафедри є основним.
• Динаміка та міцність механічних систем барабанних млинів та іншого технологічного обладнання (керівник – д.т.н., проф. Б. В. Виноградов).
• Оптимальне проектування конструкцій, що працюють в агресивному середовищі, та математичне моделювання їх корозійного руйнування (керівник – д.т.н., проф. Г. В. Філатов).
• Проектування та розробка реакторів озонування для підприємств машинобудування та хімічної промисловості (керівник – д.т.н., проф. П. П. Єрмаков).

На основі розвитку основного наукового напряму кафедра матеріалознавства неодноразово одержувала перемоги в конкурсах МОН України з виконання фундаментальних науково-дослідних робіт, що фінансувалися за рахунок коштів державного бюджету  (науковий керівник робіт – д.т.н., проф. О. Б. Гірін):

В результаті виконаних робіт було відкрито невідоме раніше явище електрохімічного фазоутворення металів через стадію переохолодженого рідкого стану, що внесло докорінні зміни в існуючі уявлення щодо фазоутворення електроосаджуваних металів. На основі одержаних даних можна цілеспрямовано створювати принципово нові типи електрохімічних покриттів, зокрема, наноструктурно-текстуровані чи аморфно-композиційні покриття, які мають унікальні властивості.

На кафедрі матеріалознавства працюють учені, кваліфікація яких визнана у науковому світі, що підтверджується численними запрошеннями на наукові симпозіуми та конференції. Співробітники кафедри виступили з науковими доповідями на міжнародних наукових симпозіумах і ділових зустрічах у Парижі (Франція), Давосі (Швейцарія), Тенеріфе (Іспанія), Вісбадені, Мюнхені і Андернасі (Німеччина), Афінах (Греція), Гонолулу і Чикаго (США), Монреалі (Канада), Волта Редонда (Бразилія), Гонконгу (Китай), Празі (Чехія), Римі (Італія) та інших містах світу.

Дискусія професора О. Б. Гіріна з доктором Б. МакКвіном (США) (ліворуч) на 206 Міжнародному науковому симпозіумі ECS у Гонолулу (США)

Виступ професора О. Б. Гіріна в Давос-Конгрес-Центрі на Міжнародному науковому форумі AFES у Давосі (Швейцарія)

Кафедра матеріалознавства постійно приділяє значну увагу підготовці кадрів вищої кваліфікації. На кафедрі відкрита аспірантура з правом підготовки фахівців освітньо-наукового ступеня доктора філософії (кандидата наук) із спеціальності 132 Матеріалознавство. В даний час на кафедрі навчається в аспірантурі випускниця університету В. І. Міщенко, тема дисертаційної роботи: “Вплив магнітного поля при електрокристалізації на структуру і властивості феромагнітних металів” (науковий керівник – д.т.н., професор О. Б. Гірін).

Основним напрямом міжнародної науково-технічної діяльності кафедри матеріалознавства є розробка технологій одержання покриттів з поліпшеними властивостями. Під науковим керівництвом професора О. Б. Гіріна та при його участі одержано ряд перемог у міжнародних конкурсах Українського Науково-Технологічного Центру (УНТЦ) з науково-технічних проектів, які виконувалися на замовлення урядів США, Канади і Європейського Союзу.

Протягом 2003-2006 років кафедра матеріалознавства ДВНЗ УДХТУ спільно з Науково-технічним центром “Полімет” виконала науково-технічний проект УНТЦ № 2520 “Комплекс технологій протикорозійного захисту жерсті, яка використовується в харчовій промисловості” (проект фінансували уряди Європейського Союзу і Канади). Цей проект був спрямований на задоволення потреб загальнолюдської спільноти, адже тривале збереження продуктів харчування без втрати їх якості є одним із головних факторів, який суттєво впливає на стан здоров’я та життя людини.

Моніторинг виконання проекту УНТЦ № 2520 представником Державного департаменту США пані Дж. Тенненбаум і заступником виконавчого директора УНТЦ від США паном В. Корсунем

В результаті виконання проекту УНТЦ № 2520 на основі використання відкритого явища електрохімічного фазоутворення металів через стадію переохолодженого рідкого стану розроблено комплекс із семи технологій протикорозійного захисту жерсті. Розроблені технології у порівнянні з відомими є більш ресурсо- та енергозберігаючими (внаслідок зменшення товщини захисних покриттів без втрати їх якості) і більш екологічно чистими (внаслідок застосування менш токсичних електролітів). Ці технології мають високий потенціал комерціалізації на світовому ринку.

У 2005-2007 роках фахівці кафедри виконали спільно з Державним КБ “Південне” два науково-технічні проекти УНТЦ, а саме: “Розробка ефективної технології видобування дорогоцінних металів з утилізованої сировини” (проект № 3069, разом з кафедрою неорганічної хімії ДВНЗ УДХТУ) і “Розробка та дослідження високоефективних сплавів системи Si-Ge” (проект № Gr-87j, разом з кафедрою матеріалознавства НМетАУ). Ці проекти фінансував уряд США.

Колектив кафедри матеріалознавства вирішує науково-технічні завдання спільно з ученими закордонних закладів освіти і науки, що сприяє інтеграції ДВНЗ УДХТУ зі світовою науковою спільнотою. Так, фахівці кафедри співпрацюють із ученими таких університетів та інститутів, як Національний інститут стандартів і технологій (Гейзерсбург, США), Національний технічний університет Афін (Греція), Університет МакГілла (Монреаль, Канада) та інші.

Обговорення результатів сумісних досліджень в департаменті матеріалознавства та обробки матеріалів Університету МакГілла (Монреаль, Канада) з керівником департаменту професором Є. Шпунаром (другий праворуч)

Постійну увагу приділяють фахівці кафедри налагоджуванню зв’язків як з вітчизняними підприємствами з питань виконання гопдоговірних науково-дослідних робіт, так і з закордонними промисловими компаніями з питань виконання науково-технічних проектів.

Пошук шляхів комерціалізації розроблених технологій в Компанії Сідерургіка Насьонал (Волта Редонда, Бразилія) з керівником центральних лабораторій доктором Х. Мелло (другий ліворуч)

Колектив кафедри матеріалознавства постійно знаходиться у науковому пошуку, активізує навчання студентів впровадженням результатів своїх розробок у навчальний процес, розроблює нові напрями співробітництва з провідними інституціями та промисловими компаніями.