Лаборатория пучков частиц была образована в составе Отдела электрофизики при Институте физики металлов УНЦ АН СССР в 1986 г., в Институте электрофизики существует с момента его образования в 1987 г. Заведующим лабораторией с 1986 г. до своей трагической гибели в 1991 г. был крупный ученый, признанный специалист в областях газового и вакуумного разрядов, плазменной эмиссионной электроники и ускорительной техники, лауреат Государственной премии России профессор Юлий Ефимович Крейндель. В настоящее время в лаборатории под руководством д.т.н. Н.В. Гаврилова работают 12 сотрудников, в том числе 2 доктора наук, 1 кандидат наук, 5 научных сотрудников без степени, 2 инженера и техник.

Научная тематика лаборатории посвящена исследованию физических процессов в газовых разрядах низкого давления с холодным катодом, используемых в эффективных источниках плазмы, электронных и ионных пучков, разработке источников заряженных частиц и генераторов плазмы для технологических применений и изучению влияния воздействия ускоренных ионов и плазмы на свойства материалов.

На основе результатов проведенных исследований в лаборатории разработаны опытные образцы мощных источников широких и ленточных пучков ионов газов для модификации материалов, импульсный источник электронного пучка большого сечения для электроионизационного лазера и источник импульсного сфокусированного электронного пучка для испарения материалов в вакууме. Проведенные исследования разряда с плазменным катодом с сеточной стабилизацией позволили существенно повысить надежность и эффективность созданного на его основе генератора плазмы и разработать новые методы нанесения углеводородных алмазоподобных покрытий и низкотемпературного азотирования сталей и сплавов. Разработана технология нанесения стойких к высокотемпературному окислению электропроводящих Mn-Co-O покрытий на металлический токопроход топливного элемента с оксидным электролитом методом реактивного магнетронного распыления с ионным сопровождением. В сотрудничестве с Уральским заводом гражданской авиации (г. Екатеринбург) усовершенствована и внедрена в производство технология нанесения износостойких покрытий с ионно-лучевым сопровождением на лопатки компрессора газотурбинного двигателя.