金属的第四物态研究；先进在轨动力极限性能材料；先进在轨动力的理论与设计制造；先进在轨动力的诊断评价与寿命预测；战略金属太空制造

稀土钢工业化共性技术研发、大断面金属坯料缺陷控制、金属热加工（冶炼-铸造-锻造-热处理）工艺开发

高碳铬轴承钢疲劳失效行为研究；稀土在特殊钢中的作用机理研究；稀土钢工业应用技术研发及产业化推广应用；奥氏体不锈钢零部件超低残余应力调控

高精密机械零部件用特殊钢；抗氢脆稀土特殊钢

高性能阴极材料研发与构型设计;先进特殊钢组织调控与强韧化机制研究

金属动力等离子体诊断与测试评价；AI赋能金属动力构型寻优与寿命预测；三维磁场调控托卡马克边界等离子体粒子与能量输运

新型动力加速机制理论研究，新型动力阳极结构优化设计，新型动力磁约束系统构型优化设计，高碳铬轴承钢组织调控与使役行为研究

主要从事稀土金属在先进高强钢（如汽车用钢、深海用钢）中的基础研究与工程应用

高纯稀土金属研发与应用；新型工质及其贮供单元研制