微纳米材料的相变与力学性能；新一代轴承钢与耐磨钢的研究与开发；储氢材料；碳纳米材料；新一代大容量锂离子电池材料与电池技术；液体燃料电池催化材料与电池技术。

1988年赴丹麦奥尔堡大学进修，1994年赴英国牛津大学进修。2002年赴德国马普金属研究所进行客座教授研究，2005年享受政府津贴。任中国机械工程学会高级会员，中国机械工程学会失效分析分会常务委员，金属学会低温钢专业委员会委员，西安纳米学会理事，《理化检验》编委，《纳米技术》编委，《工程力学》编委。

近几年内，主持完成以及在研项目10余项，其中主持自然科学基金3项，主持部委基金4项。以第一作者和指导研究生在Applied Physics Letters, Electrochemistry Communication, Materials and Metallurgical Transaction, Carbon,《中国科学通报》等国际国内权威和重要刊物上发表论文150余篇，其中SCI收录80余篇， 其中影响因子大于3的论文20余篇，H因子达到10。申报发明专利13项，获专利授权11项。指导博士研究生19人，已毕业并获得博士学位9人，指导读硕士研究生44人，已毕业并获得硕士学位33人。作为第一获奖人，获得1997年西安交通大学科技进步一等奖一项，1999年陕西省教委科技进步二等奖一项，1999年陕西省科技进步三等奖一项。

主要学术成果：

1、发明了温控型纳米碳管电弧炉，可以制备高质量单壁纳米碳管、碳60、非晶型碳纳米管以及石墨稀，关于非晶型碳纳米管的研究被《科学时报》作为科技新闻报道。代表论文有：Carbon, 43,8-9,2004, 1852-1855，Carbon 42 (2004) 2735-2777

2、发现钢铁固态相变存在一个临界晶粒尺寸，大约3微米，当晶粒尺寸小于这一尺寸，珠光体相变将不按传统条片形态进行，而是以纳米球状渗碳体与铁素体的组织形式进行；当晶粒小于此尺寸，位错滑移与孪晶切变应力出现转折，孪晶的分切应力大于滑移分切应力，高碳马氏体相变以位错滑移方式进行，很好的解释了超细晶高碳马氏体中有大量位错亚结构的现象。代表论文有：Materials Science and Engineering. A 385(2004) 440-444，Metallurgical and Materials Transactions, 2011

3、发明了新型的硼氢化物燃料电池结构，采用高分子纤维膜替代了昂贵的质子交换膜，采用非贵金属催化剂，功率密度在60℃条件下可以达到600mW/cm2以上，该指标是同类电池中的最高水平，达到了Pt/C催化的质子交换膜氢氧燃料电池水平。