主要研究方向为极端环境耐蚀耐磨耐热材料设计、腐蚀磨损损伤防护以及高能束加工技术。课题组同时致力于耐磨蚀抗热震材料设计、增材制造、多孔材料、海水淡化、金属间化合物及MAX等方向研究。先后承担完成国家863计划项目3项、国际合作重点项目1项、国家基金4项，其余纵、横向项目20余项，近五年累计承担科研经费2000余万元。

作为第一完成人，2019年获得国家技术发明二等奖、2008年获得国家科技进步二等奖，2013年获得山东省技术发明一等奖，2018年获得山东省科技进步一等奖等,2022年获得青岛市科学技术最高奖；以第一和通讯作者发表SCI论文260余篇，他引3600余次，授权发明专利60余件，出版专著3部。2021年入选中国工程院化工、冶金与材料学部院士有效候选人。先后荣获全国杰出专业技术人才，山东省优秀科技工作者、山东省优秀共产党员、山东省“三八红旗手”、山东省最美科技工作者等称号。