(1)轻质耐高温难变形特种结构材料的研究，其中高温钛合金及钛铝金属间化合物是其典型代表，是发展航空航天和国防尖端技术必不可少的高技术新材料，其优质铸件的凝固过程及凝固组织控制和流变变形行为一直是国内外材料研究学者所致力于研究的重要前沿课题之一。
(2)超高强韧铝合金及其复合材料关键制备技术研究。针对我国飞机、舰船、汽车、大容量电网等高技术发展的要求，研究自主知识产权的高性能的铝合金及其复合板材和线材的关键制备技术，包括新材料的设计、液态成型、固态相变变形、焊接等工艺及相关的基本理论。
(3)生物医用钛合金材料及其人工植入物研究。钛合金具有轻质耐磨和耐蚀的特点，其优良的耐蚀性及生物相容性，已引起医学界的广泛重视。用其制备的人造骨骼、人造关节、人造牙齿等与人体器官吻合良好，无毒副作用，可有效预防传统合金材料植入人体后产生的不适。