主要从事凝固过程中的形核及生长过程的理论研究、控制及其在现代工业生产中的应用，凝固控制设备的研制开发，新型材料的受控凝固。近年聚焦同步辐射、X射线、HRTEM等分析方法研究金属熔体凝固过程中的原子团簇结构演变过程的结构解析和热力学分析；同步辐射、微焦点X射线原位分析技术及装备；高温合金智能铸造工艺及装备一体化开发。提出金属凝固过程的路径选择机制，从熔体结构、形核基底等方面研究液固转变过程路径控制的原子机理。所研发的单晶叶片智能制备装备及微焦点原位分析显微镜已获多项中国专利，相关产品已在市场投放并获得较好反响。先后承担或作为主要负责人参与10余项国家自然基金重大仪器、创新群体、面上、重大研究计划培育项目、两机专项及科技部重点研发计划，承担并负责10余项地方合作项目。创业项目先后获得江苏省创新基金、苏州市天使基金和常熟市双创人才支持。在Sci. Rep.，Acta Mater.，Appl. Phys. Lett.，Metall. Mater. Trans. A，Mater. Charact.，Mater. Sci. Eng. A等国内外杂志发表论文百余篇。参与撰写专著1本。长期担任Acta Mater., J. Alloys Comp., Mater. Sci. Tech., J. Non-crystalline Solids, Metall. Mater. Trans. A等多家杂志的特约审稿人。