Родился в селе Муравлинка Нововодолажского района Харьковской области. Детство и юность также провёл на Харьковщине, окончил Староверовскую среднюю школу в 1969 году.
В том же году поступил учиться на физико-технический факультет Харьковского государственного университета имени А. М. Горького (ныне Харьковский национальный университет имени В. Н. Каразина), который с отличием окончил в 1976 году. По окончанию университета был рекомендован в аспирантуру по специальности «физика и химия плазмы» .
В 1979 году окончил аспирантуру Харьковского государственного университета.
В апреле 1980 года защитил кандидатскую диссертацию «Некоторые вопросы распространения и возбуждения поверхностных волн в ограниченных плазменных структурах» .
С 1976 года работал в Харьковском университете инженером, с 1980 — младшим, с 1981 — старшим научным сотрудником, с 1983 — ассистентом, с 1987 — доцентом и с 1992 года — профессором кафедры общей и прикладной физики.
В 1989 году получил учёное звание доцента, а в 1994 — профессора.
С 1988 года — заместитель декана, а с 1996 года — декан физико-технического факультета. Также с 1996 года — заведующий кафедрой материалов реакторостроения.
На должности содействовал созданию в Харьковском университете двух новых факультетов, — компьютерных наук и физико-энергетического.
С помощью Азаренкова в университете был создан Институт высоких технологий, объединивший факультет компьютерных наук, физико-энергетический и физико-технический факультеты, а сам Азаренков стал его первым директором.
В 2005 году Азаренков был назначен проректором Харьковского национального университета по научно-педагогической работе университета.
В 1991 году защитил докторскую диссертацию «Волны поверхностного типа в структурах плазма-металл» . Учёное звание доцента получил в 1989 году, учёное звание профессора — в 1994 году.
В 2006 году избран членом-корреспондентом, а в 2012 году — действительным членом (академиком) Национальной академии наук Украины. Николай Азаренков — автор фундаментальных трудов по электродинамике ограниченной плазмы, плазменной электронике, плазменной радиофизике, теории параметрических неустойчивостей в ограниченной плазме, нелинейной теории волн в плазмоподобных средах, физическим основам источников ионов и технологиям обработки поверхностей, физическим свойствам и технологиям получения композиционных материалов, в том числе наноматериалов и нанопокрытий.
В частности внес значительный вклад в создание теории волновых процессов в структурах плазма-металл, в исследование поверхностных и обобщенно-поверхностных волн в цилиндрической геометрии.
Он предсказал высокочастотные и низкочастотные спектры этих волн, изучил их дисперсионные характеристики в гидродинамическом и кинетическом приближениях в свободной и магнитоактивной, однородной и неоднородной плазме. Исследовал механизмы их затухания, способы возбуждения (пучковый, дифракционный, параметрический), нелинейную динамику, резонансную генерацию гармоник, самовоздействие, пространственное распределение электромагнитных и потенциальных полей. Построил теорию волн поверхностного типа в ограниченных полупроводниках цилиндрической формы. Детально исследовал эффект однонаправленности волн в геометрии Фойгта, создал теорию антенн в магнитоактивной плазме. Совместно с учениками внёс значительный вклад в теорию газовых разрядов низкого давления на поверхностных волнах для чистой и пылевой плазмы в кинетическом приближении. Сформулировал физическую модель и создал методы расчётов процессов выращивания углеродных нанотрубок и наноконусов.Важным направлением научных исследований Азаренкова является изучение свойств наноматериалов, в частности, для нужд ядерной энергетики. Им были разработаны технологии создания наноструктурированных материалов и покрытий конструкционныхэлементов АЭС и термоядерных реакторов для повышения прочности, коррозионной и радиационной стойкости. Значительное число работ посвящено решению проблем, которые возникают при разработке методов фабрикации ядерного топлива, создании дисперсно-упрочненныхсталей, пористых керамик, фильтров и мембран, наноструктурированных магнитных композитов.Николай Азаренков вместе со своими учениками И. Денисенко и К. Остриковым построил теорию линейных антенн в магнитоактивной плазме, которая теперь в литературе именуется в честь своих авторов теорией АДО.Николай Азаренков подготовил пятнадцать кандидатов и докторов наук, является автором и соавтором свыше 300 научных статей, монографий, учебников и учебных пособий. Активно сотрудничает с учёными Канады, Германии, Австралии, Сингапура, США, России. Былруководителем и исполнителем многих международных грантов. За цикл работ «Взаимодействие излучений и потоков заряженных частиц с материалами в энергетических установках» в 2010 году удостоен (вместе с В. Н. Воеводиным и И. А. Гиркой) премии НАН Украины имени К. Д. Синельникова.
Карта сайта
