主要研究方向：
1. 高温合金、特种钢、储氢材料、核电核能材料成分-组织-性能关系；
2. 材料宏观性能及工程部件服役行为的物理冶金应用基础；
3. 材料表征和评价技术；
4. 材料的制备加工工艺基础。
主要研究成果：
1. 金属局域形变损伤基础研究利用先进的同步辐射X射线微束衍射原位分析技术，首次表征了材料内部疲劳剪切带位错结构引起的巨大应力梯度与微小取向梯度；成功揭示了剪切带交互作用及微观损伤物理机制；清晰阐明了平面滑移金属低应变幅循环形变时，疲劳寿命偏离经典CoffinManson的普适规律。
2. 马氏体相变多功能合金
大幅提高了相变温度对磁场的敏感度，实现了宽温域内的磁驱动马氏体相变，研制出具有巨磁制冷能力的Ni-Co-Mn-Sn合金。针对磁驱动形状记忆合金的高脆性，提出通过同时增强晶界结合力和细化晶粒克服合金脆性的思路，利用硼微合金化将Ni-MnIn合金弹热效的循环稳定性提高了两个数量级。
3. 高通量表征技术在合金研发中的应用
采用二维面探X射线衍射和中子衍射技术(ND)，对涡轮盘模拟件制备过程中的三维应力场演化进行了高通量精确表征。精确测量了不同热处理状态下Ti-7333合金和TiAl合金的点阵常数、物相种类、相体积分数，为利用相场模拟研究三类合金在典型热处理工艺条件和热力耦合作用下的相变过程和显微组织演化提供了重要实验参数。
4. 热老化双相不锈钢的离子辐照行为
离子辐照导致奥氏体和铁素体内均产生点缺陷和位错环。热老化前后样品中两相都会发生辐照硬化。对铁素体相来说，热老化的硬化效果远高于辐照硬化的效果。
5. 三维原子探针研究双相不锈钢热老化的微观机制
采用三维原子探针研究双相不锈钢在热老化过程中原子尺度的微观组织和成分分布变化：铁素体分解为空间相互连通的贫Cr区和富Cr区，这是双相不锈钢热老化脆化的根本原因；同时发现了富Ni，Mn，Si和P的G相，在G相的中心上述元素的含量分别达到了26.9，13.5，6.7，2.8和0.27（at.%）。
6. 基于显微组织的航空发动机涡轮叶片服役损伤评价方法
开发了近服役条件下叶片材料的组织退化实验室模拟方法，获得了《DZ125合金叶片材料在近服役条件的组织特征图谱》等6个组织损伤特征图谱，制定了《航空发动机用K465合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法》中国航空工业集团标准1项和《航空发动机用DZ125合金涡轮叶片服役组织损伤评价方法》企业标准1项（已申报中国航发集团标准），其可量化性优于国外同类标准。
7. 材料的腐蚀、防护与寿命评估
构建了覆盖我国典型海域环境类型的腐蚀外场试验研究新体系，建立了完善的材料海洋腐蚀试验规范和评价标准体系，系统研究了我国典型海洋环境下高性能钢铁材料的腐蚀失效机理，为高性能钢铁材料在海洋工程和装备的应用提供了理论基础，整体提高了该领域试验、研究与应用的国际水平。
