Отдел создан в 1986 г. на базе лаборатории радиоактивных методов исследования. Руководил им до 1996 г. д-р техн. наук В.М. Фальченко. С 1996 года отдел возглавляет д-р физ.-мат. наук В.Ф. Мазанко.
   Основное научное направление отдела - исследование физических закономерностей и механизма аномально высокой подвижности атомов металлов и сплавов при импульсном воздействии.Это явление было обнаружено в 1973 г. сотрудниками ИМФ и ИЭС им. Е.О. Патона АН Украины и в 1987 г. зарегестрировано Госкомизобретений СССР в качестве открытия.
   В лаборатории выполнен цикл фундаментальных исследований, касающихся влияния на массоперенос температуры и параметров деформации, типа решётки и фазового состава материала, исходной и формирующейся кристаллической структуры, размера и растворимости проникающих атомов в условиях ударной сварки в вакууме, ультразвуковой, лазерной, магнитно-импульсной, электроискровой, гидроэлектроимпульсной обработок, а также при высокоскоростной деформации, инициированной фазовым (мартенситным) превращением. Для объяснения аномально высокой скорости массопереноса в данных условиях импульсных воздействий выполнены теоретические расчёты моделей массопереноса, которые сопоставлены с результатами экспериментальных исследований (В.М. Фальченко, В.Ф. Мазанко, Д.С. Герцрикен).
   На основе анализа результатов взаимодействия металлов с металлами и лёгкими элементами в различных условиях импульсного нагружения установлены общие закономерности образования метастабильных твёрдых растворов и фаз внедрения. Обнаружена взаимосвязь скорости деформации и взаимной растворимости проникающих элементов, показана принципиальная возможность создания ряда непрерывных растворов практически для любой пары металлов (Д.С. Герцрикен).
   Большое внимание уделяется изучению физических основ формирования покрытий, полученных электроискровым поверхностным легированием, в том числе при наложении электрического и магнитного полей. Покрытия на нержавеющей стали из металлов, сплавов и различных соединений обладают высокой коррозионной стойкостью, необходимой для работы в агрессивных средах и находит широкое применение в промышленной практике (В.Ф. Мазанко).
   Широко ведутся исследования физической природы явления массопереноса в металлических материалах при прохождении ударных волн. Изучены особенности протекания процессов перераспределния атомов в металлах при взрывной обработке в зависимости от характеристик нагружения, структуры и свойств нагружаемых материалов, условий их деформирования (В.М. Фальченко, Л.О. Зворыкин, А.В. Филатов). Разработана гидродинамическая модель массопереноса в сплошной среде при прохождении ударных волн, проводятся исследования особенностей динамического легирования конструкционных материалов в условиях сверхглубокого проникновения (до 100 мм) порошковых частиц при взрывной обработке. Значительное внимание уделяется вопросу использования явления массопереноса при прохождении ударных волн через твёрдые тела для получения новых конструкционных материалов (Л.О. Зворыкин).
   Разрабатываются принципы увеличения подвижности ионов металлов в соединениях оксидного типа под действием импульсного электрического поля, что находит применение при создании химических источников тока (А.В. Филатов).
   Ряд работ, выполненных в отделе, посвящён изучению взаимодействия низкоэнергетических ионов инертных газов с металлами и сплавами при бомбардировке в газоразрядной плазме низкого давления. Показано, что ионная бомбардировка сопровождается миграцией атомов в объём облучаемого материала на глубины, во много раз превышающие глубину проникновения ионов и длину цепочек атомных столкновений. Установлены закономерности миграции атомов инертных газов в металлах с различным типом кристаллической решётки, а также влияние на их подвижность условий ионной бомбардировки и исходного состояния облучаемого материала. Предложена модель, позволяющая качественно связать дальнодействующее влияние облучения на миграцию атомов и возникновение в объёме металла осциллирующих упругих напряжений (В.М. Тышкевич).
   Выполняется комплекс фундаментальных исследований по выяснению физической природы процессов переноса и фазообразования в металлах и сплавах в твёрдой фазе в условиях импульсного лазерного воздействия высокой интенсивности. В рамках предложенной модели лазерно-стимулированного массопереноса показано, что направленная миграция атомов от поверхности в кристалл происходит в результате релаксации термических напряжений, вызванных процессами нестационарного нагрева (А.Е. Погорелов).
   Работы коллектива отдела получили признание не только в Украине, но и за её пределами. В рамках прямых договоров о сотрудничестве выполнены совместные научно-исследовательские работы с научными центрами России, Беларуси, Молдовы, Польши и Болгарии.
   Часть результатов, выполненных в отделе, обобщены в монографии Д.С. Герцрикен, В.Ф. Мазанко и В.М. Фальченко "Импульсная обработка и массоперенос в металлах при низких температурах".