相图是材料设计和工艺设计的基础，多元相图的测定与计算对新材料发展具有重要意义。该研究成果是在以前工作基础上，综合考虑有序无序相变理论及晶体结构信息，提出了描述多元系有序和无序相的通用热力学模型。首次用一个热力学模型描述多元系同一相的有序和无序状态。此模型突破了前人用两个模型分别描述有序、无序状态的局限性，已成功用于多元铝合金、镍基高温合金等材料的相图热力学计算。率先将相图计算及第一原理计算与关键实验相结合，提出耦合实验、相图计算及第一原理计算构筑多元相图（含亚稳相）的新思路。系统研究了多元铝合金及镍基高温合金的复杂体系在宽广成分及温度范围的相平衡，并计算了相关二元及三元化合物的热力学性质、晶体结构数据及力学性能。这些工作拓展了相图计算及第一原理计算在合金设计中的应用范围。使用精细构筑的多元相图、扩散系数及表面能等信息对Al-Fe-Mg-Mn-Si多元铝合金凝固时，凝固产物的微观结构及成分偏析进行了全局的表征，并建立了微观结构对热物理性能影响的本构方程。应用亚稳相图，成功地设计了磁控溅射法制备Ti-Al-N、Cr-Al-N、Ti-N-C多层涂层时的沉积温度和靶材成分。

上述研究成果，发表在Intermetallics，Metall. Mater. Trans. A.， Mater.Sci.Eng.A., CALPHAD, J. Alloy Compd.，Z.Metallkd.等国际期刊上，在国际上产生了重大影响。中、美、俄、德、英、法、日等33个国家的130个研究院所的科学家在75种国际刊物上引用了该研究团队发表的论文。美、德出版的4种专著《Phase Equilibria Diagrams》，《Landolt Boernstein》，《Ternary Alloys》和《Red Book》用多达189个版面收录了该研究团队所发表的一系列金属及陶瓷体系相图热力学、晶体结构及材料性能研究结果，并作为标准图推荐给材料学家。世界著名大公司，如美国GE公司、美国宇航局（NASA）科学家、欧洲尤里卡计划COST507项目的科学家、加拿大Teck Cominco Metals公司等在设计新型材料时多次采纳和引用该研究团队发表的研究成果。