液态金属结构及其遗传与演变：液态金属结构决定其性质及随后的凝固组织结构，从而决定铸造制品的质量。如果没有高品质的液态金属，无论后续的成型加工工艺如何先进，都无法从根本上消除制品质量的异常波动和内在缺陷。上世纪八十年代末，本实验室在国内率先开展了液态金属结构及其遗传性研究，并获教育部批准建立了;材料液固结构演变与加工;教育部重点实验室。液态金属结构及性质研究是本室的特色，液态结构遗传与演变理论是轻合金新材料设计和制备的重要理论基础。

　　纳米晶种合金：是指含有大量高效、弥散、稳定的形核质点（晶种）的母合金，将之加入合金熔体之后立即释放大量晶种粒子，实现对晶体形核及长大过程的有效控制，达到;四两拨千斤;的效果；纳米晶种是指其尺度小于100nm，此时晶种的作用不限于形核，更强调与基体间的共格匹配，不仅控制铝合金的凝固和铸态组织，而且还影响固态时效特性，从而更大限度地发挥其对基体的强韧化作用和组织改性。

　　耐热高强铝合金：铝合金密度小成本低，是高端制造业轻量化发展的首选材料，但缺点是熔点低不耐热，在300℃及以上温度环境下力学性能急剧降低，500℃以上开始熔化。我们的目标就是要挑战铝合金的服役温度极限，大幅提升其高温力学性能，发明和研制的耐热高强铝合金能在350℃以上（甚至在铝合金熔化温度以上）承受较大动载荷，能抗蠕变、抗冲击、抗热疲劳。该研究工作对于促进交通运输、国防和航空航天等领域轻量化发展和新旧动能转换，都具有重要的现实意义和战略意义。主要包括：耐热超高强铝合金复合材料、耐热高强高韧铝合金复合材料、耐热耐磨高强铝合金复合材料和耐热高强高导铝合金四大系列。

　　超级铝合金系列：超级铝合金主要包括：①屈服强度在1GPa以上的超高强铝合金；②屈服强度在600MPa以上且延伸率在20%以上的综合性能优异的铝合金；③延伸率500%以上高塑性铝合金；④高导（导电、导热）高强铝合金；等等。当前，我国正在大力开展;国产大型客机飞行计划、国产大型运输机计划和新能源汽车轻质合金材料等项目的研究，超级铝合金发挥着越来越重大的作用。