研究稀土过渡金属化合物的结构和磁性、稀土亚稳相的结构稳定性和相转变过程、纳米复合稀土永磁材料的纳米复合和磁性增强效应、纳米复合稀土薄膜材料的结构和磁性的研究等。主要制备手段有机械合金化、快淬、氢化反应、氮化反应、固态反应、磁控溅射等.
用机械合金化方法研制出内禀矫顽力为44.2 kOe，磁能积达14.2 MGOe的Sm-Fe-N永磁粉体，各项指标处于国际同类材料领先地位。并发现其永磁主相为亚稳的SmFe7N相，而不是通常所指的Sm2Fe17N相。还系统地研究了Sm-Fe-N永磁材料的相转变和热稳定性。
用氢粉碎方法制备了高磁能积Sm-Fe-N永磁材料，对氢爆裂反应和氢歧化反应再合成两种过程进行了系统的对比性研究，研究了各种稳定相和亚稳相之间的相转变过程及其对磁性的影响，制备出磁能积达25 MGOe的Sm-Fe-N永磁粉体，各项指标处于国际先进水平。
用快淬法研究Sm-Fe、Sm-Fe-Ti合金的结构和磁性，特别是亚稳相的转变过程，制备成功亚稳的SmFe5相，观察到从亚稳的1:5相、1:7相到稳态的2:17相及1:12相完整的相变过程，并获得了很好的磁性能。
克服R2Fe14C型化合物的成相困难，用机械合金化方法成功地制备出高磁性能的R2Fe14C型化合物，并对这类化合物的结构和相转变进行了系统深入的研究，系统地给出Nd-Fe-C系列的各相的成相相图。还研究了硼原子及其它稀土和过渡金属原子对磁性的影响。
在制备超高内禀矫顽力磁体的制备工艺和矫顽力机理研究方面取得突破性进展，用机械合金化方法制备的Sm-Fe-Ti和Dy-Fe-C永磁体的内禀矫顽力分别高达73 kOe和93 kOe。
对RFe10Mo2、RFe10Mo2N、R2Co17、R2Co17Nx、R(Fe,Mn)11Ti、Nd1-xPrxFe11Ti、R6Fe13Sn(R=Nd,Pr)、R2Co17-xAlx、R2Co17-xGax等系列的稀土过渡金属化合物的结构和磁性进行了系统的研究，研究了这些化合物中存在的一级磁化过程、自旋再取向转变等磁性相变，研究了它们的居里温度、磁化强度、磁各向异性、磁性交换作用等磁学性质。
研究含碳、硼原子1:12型稀土过渡金属化合物的结构和磁性，用中子衍射测定了碳、硼原子在1:12型稀土过渡金属化合物中的原子占位，发现碳、硼原子在1:12型结构中倾向于占据过渡金属替代位置。居里温度和磁各向异性略有增加。
对纳米复合稀土永磁材料的磁性耦合机理开展了实验和理论的研究工作，取得了新进展。提出了有效交换耦合常数的概念，研究了渗流效应对纳米复合稀土永磁材料的磁性影响。
用合金熔炼的方法打开氮化硼的化学键，与稀土和过渡金属元素直接合成了四元化合物Nd2Fe14BNx，系统地研究了其结构和磁性，发现N的加入增加化合物的磁各向异性和居里温度。还用机械合金化法成功地制备出四元化合物Nd2Fe14BNx的永磁体，内禀矫顽力达20 kOe。
用机械合金化法制备稀土亚稳相SmFe7Cx永磁材料，发明了一种再球磨的工艺，促进了碳原子在晶格中的占位，提高了Sm-Fe-C永磁材料的磁性能。用机械合金化法制备稀土亚稳相Nd-Fe-B-M (M o Fe, Ti, V, Cr, Mn, Co和Al)永磁材料，研究了不同过渡金属分别对Nd-Fe-B-M永磁材料相组成、相转变、结构和磁性的关系。
在系统总结前期工作的基础上，寻找稀土亚稳相形成的共同规律，分析稀土亚稳相之间和向稳定化合物的转变过程，发现结构对称性是其中的关键因素之一。应邀在国际刊物上撰写有关稀土亚稳相专题综述报告，在国际学术界率先指明稀土亚稳相的研究将是稀土永磁材料领域最为活跃的方向。
在系统分析纳米双相交换耦合理论工作基础上，总结了十多年来不同的制备方法在不同体系中硬磁相和软磁相的形成条件、相组成、相分布、比例和晶粒尺寸等因素与双相交换耦合的关系及对磁体的结构和磁性的影响，阐明了硬磁相和软磁相的交换耦合作用是各向同性纳米复合磁体中产生的剩磁增强效应和取向的纳米复合磁体的饱和磁化强度增强的重要途径之一。指出取向的硬磁相和高饱和磁化强度的软磁相组成的各向异性纳米结构复合磁体可能是具有高磁能积的永磁体。
磁性材料及磁学研究部