Вже в перші роки функціонування кафедри її співробітниками було досягнуто немалих успіхів. Зокрема, на кафедрі винайдено берилієве скло ГЕТАН (перші дві літери – від прізвища Герцрікена С.Д.), що добре пропускало рентгенівські промені. Це дозволило налагодити виробництво рентгенівських трубок та зупинити їх імпорт в країну. В повоєнні роки у галузі металофізики працювали: Герцрікен С.Д., Дехтяр І.Я., Жмудський О.З., Лісник А.Г., Каральник С.М., Кузьменко П.П., Батуринська Н.Л., Кальна Г.І., Супруненко П.О., Рябчун Т.О., Новиков М.М. і Ніколаєва Е.Г., Максимюк П.О., Петренко П.В., Харьков Є.Й., Васильцов С.А. Основним напрямом досліджень були процеси дифузії в металах і сплавах. В 1960 р. Герцрікен С.Д. та Дехтяр І.Я. опублікували монографію «Диффузия в металах и сплавах в твердой фазе», що прославила колектив кафедри як провідний в даній області досліджень. Монографія є актуальною і сьогодні, бо містить нестаріючі методи розрахунку коефіцієнтів дифузії та таблиці параметрів дифузії основних промислових сплавів. Паралельно на кафедрі бурхливо розвивався напрям рентгеноструктурних та рентгеноспектральних досліджень, який очолювали Жмудський О.З. і Каральник С.М. Зокрема, Жмудський О.З. сконструював оригінальні камери для структурного аналізу, за допомогою яких вдалось виміряти параметр кристалічної ґратки з рекордною точністю – до п’ятого знаку після коми.

В лабораторіях кафедри фізики металів (1940-ві роки)

У 1956 р. Новиков М.М. розпочав вивчення дефектів кристалічної структури твердих тіл. Під його керівництвом було сконструйовано оригінальний дилатометр, що дозволяв вимірювати зміну об’єму при введені у зразок дефектів з чутливістю 10^-6. Було доведено, що енергії утворення і руху вакансій становлять приблизно половину енергії активації самодифузії, а енергія анігіляції дислокацій залежить від їх типу. Пізніше, проф. Новиков М.М. та проф. Копань В.С. виготовили установку, що вимірювала гранично малу електрорушійну силу. Отримані на ній результати вперше опубліковані в 1959 р. у двох статтях, які і донині вважаються піонерськими.

Кафедра фізики металів в 1960-х роках

Професор Кузьменко П.П., який очолив кафедру в 1960 році, став визнаним вченим завдяки дослідженням явищ масопереносу при протіканні струму в металах. За роботи в області дифузії  Кузьменко П.П. у співавторстві з проф. Харьковим Є.Й. був нагороджений Державною премією України. В цей же час на кафедрі було відкрито інтенсивний масоперенос внаслідок розсіяння носіїв струму на дифундуючих іонах. Зокрема, Островський Л.Ф. та Гриневич Г.П. показали, що сила електронного вітру в 2-10 разів, а сила діркового вітру ‒ в 100-400 разів перевищують  силу електричного поля, чим вперше довели, що масоперенос в металах не підкоряється законам Фарадея.

В 1962 р. Горідько М.Я., Новиков М.М. і Кузьменко П.П. повідомили про відкриття фотомеханічного ефекту, який полягає в зміні механічних властивостей поверхні сурми (пластичність, мікротвердість тощо) при освітленні кристалів. Пізніше ефект був виявлений в Ti, CdS, Ni, Cu, Al, Ge, Si, NaCl, KCl, LiF та інших кристалах. Були відкриті фотокапілярний, електромеханічний і концентраційний ефекти.

У 1962-1964 рр. проф. Копань В.С. розробив методику виготовлення багатошарових композиційних матеріалів шляхом прокатки металевих фольг. Цим було започаткований новий в Україні напрям – фізика нанокристалічних композиційних матеріалів. Значний внесок у розвиток тематики зробили: Кузьменко П.П., Копань В.С., Лисенко О.В., Майборода В.П., Рево С.Л., Іменинник В.Г., Михалко В.Д., Пов’якель В.М., Безсонов В.Б., Подоба А.П., Дорохович В.П., Силенко П.М., Король Л.О., Ковальчук І.Г., Семенько М.П., Дашевський М.М., Скрипка О.І., Іваненко К.О., Хуторянська Н.В., Караман Д.Ю., Беженар А.А., Дун Зан Мін. За вказаною тематикою одержано понад 60 авторських свідоцтв про винаходи і 3 патенти, опубліковано 2 монографії та навчальний посібник.

В 1968 р. було започатковано дослідження магнітних властивостей твердих тіл (Кузьменко П.П., Супруненко П.О.). Були досліджені фазові діаграми сплавів Сr з V, Nb, Ta, Ni та Mo (Захаренко М.І., Бабич М.Г.) та пояснені магнітні властивості особливостями взаємодії d-електронів домішки і матриці.

Кафедра фізики металів в 1970-х роках

У 1977 р. Новиков М.М., Макара В.А. та Стебленко Л.П. повідомили про результати досліджень рухливості коротких дислокацій в оксидах, сформованих на поверхні кристалів кремнію. Так була започаткована тематика досліджень багатошарових напівпровідникових систем, що стала важливим напрямом для вдосконалення інтегральних схем. Робота науковців була відзначена Державною премією України у 1987 р. і премією Міністерства освіти та науки у 1983 р.

В кінці 1970-х років на кафедрі було сформовано колектив під керівництвом Марківа В.Я., який вже тоді був визнаним фахівцем з визначення структур монокристалів будь-яких складних систем. Наукова група, до якої входили Білявина Н.М., Гавриленко І.С., Шевченко І.П., Рачинський В.Г., виготовила обладнання для синтезу та термообробки сплавів. Співробітники кафедри вперше побудували ізотермічні перерізи діаграм понад 150 нових потрійних систем, синтезували більше 450 інтерметалічних сполук (50 нових структурних типів) та опублікували понад 300 статей. Велика група дослідників (Макара В.А., Новиков М.М., Горідько М.Я., Хименко М.В., Швидкий В.А., Руденко О.В., Котикова Т.Д., Мельниченко М.М., Драненко А.С., Стебленко Л.П., Весна Г.В., Теселько П.О., Кобзар Ю.Л., Шевченко В.Б., Науменко С.М., Робур О.Г., Курилюк А.М., Кріт О.М., Калініченко Д.В., Коплак  О.В. та понад 30 студентів) за останні 40 років дослідила вплив фізичних полів (електричного, магнітного, електромагнітного) та різноманітних технологічних обробок (лазерної, радіаційної, ультразвукової) на особливості динамічної поведінки дислокацій та інших дефектів структури і їх нанокластерів у напівпровідниках.

Кафедра фізики металів в 1980-х роках

 Одержана серія важливих результатів, що стосуються електропластичних, електромеханічних, магнітопластичних, магнітомеханічних ефектів, ефектів зміни в полях електрофізичних характеристик і розсіювання рентгенівських променів. Ця тематика перемагала в міжнародних конкурсах і одержувала відповідне фінансування. Результати, що мають практичне значення, захищені 35 авторськими свідоцтвами на винаходи і патентами України.

Кафедра фізики металів в 1990-х роках

В 1996 р. Новиков М.М. і Копань Т.В. вперше створили керамічний композиційний матеріал з порівняно пластичної нанокристалічної матриці SiC, армованої неперервними волокнами SiC. Нині на кафедрі широким фронтом розгорнуті дослідження (Попов О.Ю., Когутюк П.П.) міцності та пластичності широкого спектру безкисневих керамік, що є перспективними для виготовлення деталей атомних реакторів нового типу. Значним науковим досягненням групи є відкриття наявності в кераміках фулеренів С60, С70, а також стабільних нанокластерів карбоборатів.

Кафедра фізики металів в 2000-х роках

В останні роки на кафедрі інтенсивно досліджуються невпорядковані системи (Семенько М.П., Наконечна О.І., Плющай І.В.). Відкрито ефекти заморожування спінового моменту атомів внаслідок структурної невпорядкованості. Розроблена багатозонна модель, що дозволяє розраховувати електронну структуру широкого класу матеріалів включно з ДНК. Науковцями кафедри відкрито нове явище – аномальний тензоопір аморфних і нанокристалічних сплавів.