掌握纳米晶组织中晶粒尺度稳定性和相结构稳定性的变化规律，是研制先进纳米材料并在应用中使之保持稳定高性能的关键基础。本论文介绍研究组面向工程应用需求，围绕金属纳米材料的稳定性研究与应用，在纳米材料设计制备与结构性能调控方面的工作进展。在金属纳米材料稳定性理论研究方面，建立了定量描述金属、合金纳米晶组织粗化演变的热稳定性模型和体系相变行为的相稳定性模型，提出了确定不连续快速纳米晶粒长大和相失稳转化的临界条件。以建立的稳定性模型和发现的纳米尺度效应调控机制为指导，提出了晶粒尺寸和物相组成均可调控的纳米化机理，开发出具有稳定高性能的纳米稀土金属、稀土合金、硬质合金的可控制备技术，并实现了纳米硬质合金的产业化与高端工业应用。