长期从事金属基复合材料研究，在复合材料设计制备、加工成型与应用方面取得了系统性创新成果。揭示了非连续增强金属基复合材料的可控复合与形变加工原理，实现了制备技术的突破，打破了国际封锁，为我国航天重大工程提供了万余件关重构件，为推动国家高科技发展和维护国家安全做出了重要贡献；提出了金属微纳砖砌构型化复合的学术思想与技术原型，同步提升了金属基复合材料的强度/模量与塑韧性，拓宽了金属基复合材料的研究领域；巧借生物多样性及其独特的结构效应，提出了“遗态材料”的新概念，为材料的构型化复合研究提供了新原理、新方法。曾获国家自然科学二等奖2项（第一完成人）、省部级一等奖4项（2项排1）；出版中英文专著3部；发表SCI收录论文600余篇，SCI他引23,000余次，H值85；在国际会议上作特邀报告80余次；授权国家发明专利90余项、制定国家标准3项。主要研究成果已经成功应用于我国载人航天、探月工程等重大工程，涉及到空间站、北斗三号、月球车、嫦娥探测器、火星探测器等35种型号。