研究方向
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（1）金属材料强韧化及其表面改性
表面热扩渗技术及应用研究：利用气体、真空等离子体、液相等离子体等（有无稀土）多元共渗处理技术在金属材料表面制备高强韧热扩渗层，实现结构钢、模具钢、轴承钢、齿轮钢以及不锈钢等典型金属材料的高强韧化表面改性处理；
薄膜及多元涂层/镀层制备与表征：利用闭合场非平衡磁控溅射离子镀、多弧离子镀等技术在材料表面制备多元/梯度纳米涂层/镀层，实现对金属材料表面的耐磨、耐蚀改性及其他功能化处理；利用渗-镀复合技术，实现金属材料表面多元共渗与多元薄膜复合改性处理。
液相等离子体渗入和沉积技术及应用研究：利用液相等离子体渗入技术，在不锈钢等金属材料表面制备渗碳/渗氮改性层；利用液相电解沉积技术，在合金钢、不锈钢等金属材料表面制备类金刚石（DLC）、氮化碳（C3N4）等超硬、防腐耐磨薄膜。
（2）基于第一性原理计算的材料设计与模拟
基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理研究：利用VASP计算软件包及Materials studio模拟平台，计算各种相和结构（如氮化物、碳化物及亚稳含氮/碳“膨胀”α/γ相）的电子结构和性质，用以阐明实验结果、指导新工艺和新材料的设计与开发。进一步，基于体相性质和界面性质的理论计算，结合微观组织结构表征和性能测试结果，阐明金属材料表面渗层、镀层及涂层的强韧化机理。
复杂/高熵碳化物、复杂/高熵氮化物设计与开发：利用VASP计算软件包，基于过渡金属功函数、电子结构特征，设计并计算新型氮化物、碳化物结构和性质，指导新型陶瓷材料的设计与开发。
表面热扩渗技术及应用研究：利用气体、真空等离子体、液相等离子体等（有无稀土）多元共渗处理技术在金属材料表面制备高强韧热扩渗层，实现结构钢、模具钢、轴承钢、齿轮钢以及不锈钢等典型金属材料的高强韧化表面改性处理；
薄膜及多元涂层/镀层制备与表征：利用闭合场非平衡磁控溅射离子镀、多弧离子镀等技术在材料表面制备多元/梯度纳米涂层/镀层，实现对金属材料表面的耐磨、耐蚀改性及其他功能化处理；利用渗-镀复合技术，实现金属材料表面多元共渗与多元薄膜复合改性处理。
液相等离子体渗入和沉积技术及应用研究：利用液相等离子体渗入技术，在不锈钢等金属材料表面制备渗碳/渗氮改性层；利用液相电解沉积技术，在合金钢、不锈钢等金属材料表面制备类金刚石（DLC）、氮化碳（C3N4）等超硬、防腐耐磨薄膜。
（2）基于第一性原理计算的材料设计与模拟
基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理研究：利用VASP计算软件包及Materials studio模拟平台，计算各种相和结构（如氮化物、碳化物及亚稳含氮/碳“膨胀”α/γ相）的电子结构和性质，用以阐明实验结果、指导新工艺和新材料的设计与开发。进一步，基于体相性质和界面性质的理论计算，结合微观组织结构表征和性能测试结果，阐明金属材料表面渗层、镀层及涂层的强韧化机理。
复杂/高熵碳化物、复杂/高熵氮化物设计与开发：利用VASP计算软件包，基于过渡金属功函数、电子结构特征，设计并计算新型氮化物、碳化物结构和性质，指导新型陶瓷材料的设计与开发。