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以微观组织设计为核心,采用相图—微观组织设计—工艺—性能的研究思路,进行了相图计算、相变分析及相的鉴定,为工艺设计提供了科学可靠的理论和实验依据,研制出新型大尺寸喷射沉积超高强度高弹性模量高塑性铝合金（Al—10.0Zn—3Mg—1.6Cu—0.8Ni—0.8Zr,Fe<0.1wt%,Si<0.05wt%）。提出了优晶理论:晶粒尺寸最优（本合金是7μm）、析出相最优、固溶程度最优和这三者配合最优。以相图为基础,通过长时间多级固溶,将组织统一为单一的细小均匀的充分再结晶组织,实现最佳固溶序列和时效脱溶序列的合理匹配,实现强度、塑性和弹性模量等综合性能同步提高。为该合金设计了全套工艺,特别是开发出独特的四级固溶工艺和三级时效工艺,对φ150×260mm试样实现平均抗拉强度σb=770MPa,平均屈服强度σ0.2=730MPa,平均延伸率δ=9%,平均弹性模量E=75.5GPa。提出了理想固溶时效工艺设计理论及经验公式。合金性能整体水平达到了美国2002年最新开发的7085合金的研究水平（平均抗拉强度σb=770MPa,平均延伸率δ=11%,平均弹性模量E=72GPa）。自动化控制的关键在于确认设备之间的核心关系式及明确判别标准,可以实现喷射沉积材料的组织稳定性和最优化,大幅度提高喷射沉积材料的质量。通过研究喷射沉积工艺流程自动化控制的五个核心关系式,为喷射沉积设备全面自动化改造奠定了核心技术。系统和全面地深入研究了淬火热应力、塑性变形、残余应力、淬火界面、试样形貌的演变规律,建立了一系列拓扑模型,发现了淬火角端效应、淬火动态薄膜效应、微观和宏观淬火塑性变形机制、塑性变形驱动力机理、应力变化规律、残余应力形成机制及分布规律、淬火塑性变形区形状变化规律和厚度对淬火残余应力影响规律等等,创立了全新的淬火残余应力研究体系,全面突破了70年代日本学者米谷茂建立的残余应力两层结构的经典模型。