发展在原子尺度直观显示物质结构与缺陷的定量、原位和三维电子显微学方法，构建金属结构材料微结构与性能之间的关系。重点研究高温合金、钛合金等材料疲劳、蠕变、冲击时的形变动力学，揭示材料中原子尺度微结构与宏观力学性能之间的关系，由此将材料微结构与性能的关系从定性描述推向定量预测，从而推动关键金属结构材料的优化设计与服役安全。