1.合金凝固及组织控制；
稀土铝合金。

主要从事合金凝固组织控制及优质铝合金研发方面的工作。作为负责人承担了国家自然科学基金项目、中科院A类先导专项课题、中科院C类先导专项子课题、中科院STS项目、辽宁省自然科学基金等多项国家、省部级及企业课题。在Acta Materialia、Journal of Materials Science & Technology、Materials & Design、Corrosion Science和Scripta Materialia等期刊上论文总数60余篇；获授权专利20余项；获第二届“包头稀土杯”科技创新邀请赛二等奖1项。主要科研成果如下：
1.阐明了电流及微合金化对相分离合金凝固过程的影响机理，提出了用电流及微合金化控制凝固过程、制备相分离合金复合材料的思想。研究结果已发表于Journal of Materials Science & Technology、Scientific Reports等期刊上。
2.研究了微合金化作用下相分离合金的凝固过程，揭示了微量表面活性元素及微量化合物粒子作用下相分离合金凝固组织形成机理，明确了添加适当微量表面活性元素可降低两液相间的界面能，提高弥散相的形核率，促使弥散型凝固组织的形成；添加适当的微合金化元素，可自熔体中沉淀析出大量纳、微米尺寸的化合物颗粒，它们可做弥散相的异质核心，有利于弥散型凝固组织的获得。研究结果已发表于Acta Materialia, Materials and Design等期刊上。
3.优化设计合金成分和工艺参数，利用微重力条件成功制备了第二相均匀弥散分布的相分离合金原位粒子复合材料。探明了相分离合金凝固组织形成机理，揭示了重力对合金凝固组织演变的影响规律。研究结果已发表于Scripta Materialia, npj Microgravity等期刊上。
4.研究了稀土对Al-Mg-Si、Al-Fe等铝合金组织与性能的影响机理。发现添加适当的稀土能细化基体晶粒，改变析出相形貌，提高合金的力学性能、导电性能和耐蚀性能等。在此基础上，研发了多种优质稀土铝合金，其中稀土合金化Al-Mg-Si合金现已实现工业生产；稀土合金化Al-Fe合金已成功开展试生产，产品电导率较原产品提高约1.5%IACS，优于同类产品，研究结果已发表于Materials and Design, Corrosion Science等期刊上。
针对国内铝合金晶粒细化剂细化能力差，高品质晶粒细化剂依赖进口的现状，探明了细化剂作用下铝合金的组织演变规律及细化剂组织和工艺对细化效果的影响，研发了新型高效铝合金细化剂的制备技术及高效细化处理方法。研究成果已发表于Journal of Alloys and Compounds和Journal of Materials Processing Technology等期刊上。