1.陶瓷材料结构与性能的电子、原子尺度模拟方法

• 面向解决高温、超高温陶瓷优化设计的理论难题，建立较完整的预测典型高温、超高温陶瓷结构、力学和热学性能的理论方法，从多尺度理解决定其本征力学和热学性能的机制，指导设计新材料并实现室温至高温宏观性能的变化。

2.层状过渡金属碳/氮化物新材料优化设计和制备

• 采取理论模拟和实验发展相结合的方法，对在高温结构陶瓷和先进核能领域有重要的应用前景的层状M_n+1AX_n陶瓷中渡金属原子进行优选，找到能够改善M_n+1AX_n陶瓷室温至高温的刚性、强度、抗蠕变性能和抗氧化性的过渡金属元素，实现兼具优异高温抗氧化和力学性能M_n+1AX_n陶瓷的新突破（将最高耐热温度由低于1200^oC提高到1600^oC以上），发现新化合物并设计固溶体。

2.低热导率热/环障结构-功能一体化陶瓷新材料的预测与制备

• 发展先进隔/防热陶瓷能够大幅度提高航空和航天飞行器的飞行速度和效率。采用理论预测与具有自主知识产权的新材料制备相结合的研究路线，建立预测陶瓷热导率的多尺度理论方法，指导实验发展具有极低热导率（低于氧化钇稳定氧化锆块体材料）的新陶瓷体系，为航空、航天领域用的先进透波、隔热结构-功能一体化陶瓷选材提供基础支撑。