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1)严酷磨损工况陶瓷增强金属基表层复合材料制备；2)颗粒累加材料成形规律及组织结构控制与服役性能的研究；3)高性能模具新材料制备及组织、性能控制。
1)先进陶瓷的结构性能优化；2)纳米材料的多功能设计；3)特种合金及复合材料。
1)低维材料的结构表征及性能变异；2)生物医用表层材料的结构优化及生物与力学行为；3)新型纳米超硬薄膜的结构优化与力学性能表征。
1)传统金属材料中多尺度第二相的复合强韧化机理与失效机制；2)材料在典型力/热/电外场及其耦合状态下的力学性能表征方法与评价技术；3)晶体中多尺度缺陷的相互作用及其带来的新奇效应和新材料设计。