针对典型材料和结构的安全使用、失效预防及服役性能开展相关研究，为我国机械安全可靠的运行、产品质量的提高及失效分析和预防技术体系的建立做出了重要贡献。承担国家自然科学基金、国家科技支撑等国家和省部级等科研项目10余项。发表SCI收录学术论文100余篇, 获国家和省部级科技奖励9项。

​主要从事高温结构材料、热障涂层、超高温结构材料与凝固技术等方面的研究。承担了包括国家自然科学基金重点项目（4项）等在内的重大重点科研项目20余项。研制的热障涂层在国内10余种型号燃气涡轮发动机上获得应用，研制的新一代超高温热障涂层在国际上率先实现了在先进航空发动机关键部件的试用；研发出了系列Ni3Al基单晶合金和Nb-Si超高温结构材料及防护涂层。在国际学术期刊发表SCI论文200余篇，授权国家发明专利50余项，获2006年度国家技术发明二等奖、2004年度国家级科学技术一等奖、2012年度教育部自然科学一等奖等奖励。

主要从事磁致伸缩材料、高温永磁材料、高温软磁合金与薄膜、形状记忆合金等金属功能材料的研究，形成了“超常服役环境金属智能材料”国家自然科学基金委创新群体。承担了包括国家自然科学基金重点项目在内的国家和省部级科研项目30余项。在Acta. Mater.等国际刊物上发表学术论文200余篇，获授权国家发明专利50余项。获2008年度国家技术发明一等奖、2006年国家级科技进步一等奖、2005年教育部自然科学一等奖等奖励。

主要从事轻合金及非晶合金的材料设计、制备、物性研究、成形加工和应用等方面的研究。承担了国家自然科学基金重点项目等国家和省部级科研项目20余项。在Acta Mater.等国际刊物上发表SCI论文300余篇，授权国家发明专利50余项。

主要从事特种功能膜层材料、表面镀层、光电化学电池材料等研究。承担国家自然科学基金、国家级基础研究等国家和省部级项目20余项。在环保型先进表面工程技术、腐蚀科学、功能纳米制造技术、能源材料和纳米材料技术等领域取得了多项重要研究成果，获省部级科技进步奖二等奖4项、三等奖5项，在Small、Journal of Materials Chemistry等刊物发表学术论文300余篇，获批国家发明专利30余项。

主要从事高温和超高温陶瓷材料、环境材料、新能源材料的研究以及材料的第一性原理、分子动力学等多尺度计算的研究工作。承担国家自然科学基金等国家和省部级科研项目10 余项。在Acc.Chem.Res. 、Angew.Chem.Int. Ed.、Adv. Mater.、Nano Lett.、Nature Commun.等国际期刊发表学术论文200余篇，获授权国家发明专利20余项，获2011年度国家科学技术进步二等奖。

主要从事从微观、介观到宏观层次上理解和预测材料性质与服役性能、优化材料制备工艺等研究，将材料多尺度模拟与设计应用于材料研究，加快研发速度，降低成本。在Nature Nanotech.、Nature commun.、PNAS、Phys. Rev. Lett.、Nano Lett.等国际著名学术期刊上发表论文150余篇，SCI他引3000余次。

主要从事热电能源转换材料、纳米能源材料、磁性材料、储氢材料、无源传感器、有机-无机纳米复合等新型微纳米热能调控相关功能材料的研究。承担国家自然科学基金等国家和省部级科研项目20余项，在Science、Nature、Nature Commun.、J. Am. Chem. Soc.、Energy Environ. Sci., Adv. Mater.等国际顶尖期刊发表学术论文300余篇, 论文被他引4000余次，获授权国家发明专利20余项，成果转化多项。

从事先进复合材料工艺与制造技术、纳米碳复合材料及表征、高性能树脂及功能复合材料等研究，主持国家自然科学基金重点项目等国家重大重点科研项目多项。发表学术论文400余篇，编著与参编书10余部，授权国家专利90余项。获国家级科技进步一等奖2项，国家科技进步二等奖与省部级科技奖等10余项，6项研究成果实现产业化。

本团队依托大型金属构件增材制造“国家工程实验室”和激光增材制造“国家级科技工业研究应用中心”，从事钛、钢、镍、铝等高性能难加工合金构件增材制造及关键运动副零部件激光表面工程技术的基础、应用基础和工程化应用关键技术研究。已承担国家自然科学基金等重要科研项目30余项。发表SCI收录论文200余篇，授权国家发明专利10余项，获国家级科学技术一等奖2项、国家技术发明一等奖1项。