1）合金热力学及涂层设计；
通过实验方法研究合金相平衡与热力学性质，利用 CALPHAD技术，将两者有机结合，通过评估，建立合金的热力学数据库。利用该数据库，可以设计新型合金的成分和制备工艺。结合动力学过程的研究，模拟镀层的生长过程。应用方面，主要设计镀层的组织，开发高性能锌镀层和镍镀层及利用基础理论的研究成果解决生产过程中的实际问题。
2）新型能源材料的设计及制备；
在新能源结构中，基于电化学的能量储存与转换具有重要地位。本方向结合国家中长期科技发展纲要，围绕电化学的关键理论与技术，研究高效环保、高性价比的新型电源和先进储能材料，包括二次电池、超级电容器、光电化学电池和高性能电解质等，研究电催化反应动力学，优化设计高性能电极，发展先进化学电源。
3）耐磨材料及连接技术 ；
在金属间化合物超塑扩散连接、蠕变变形机理以及镀层材料深冲压加工中力学问题进行研究 ，将材料加工中的各种先进技术有机融合，开发新的加工方法应用于先进材料的连接与成形加工。如将激光表面快凝技术，超塑变形和扩散连接相结合，实现了TiAl合金低温短时高质量的固态连接。在堆焊材料的耐磨机理及堆焊工艺方面的研究已经形成了自己的特色，逐步完成了系列耐磨堆焊焊条及新型高性能药芯焊丝的研究和开发。