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早在20世纪50年代初，师先生在美国麻省理工学院（MIT）做博士后期间就取得了非常优秀的研究成果。回国后，他长期从事高温合金等方面的研究工作，并曾创造了我国高温合金材料领域的多个“第一”，包括我国第一代铸造空心涡轮叶片等，因此而获得过多项国家级科技奖励。师先生还运用他渊博的知识和丰富的科研实践经验，解决了许多困扰大型国有企业的材料难题，被企业领导誉为“材料医生”。
他在注重应用与开发研究的同时，不忘基础研究，促使应用研究与基础研究协调发展。在研制新的高温合金材料的过程中，积极开展金属材料的基础理论研究，建立了许多先进的金属材料理论和实验装置，并培养造就了一批杰出的中青年材料科学家。
此外，师先生还提出了医药、能源和环境等学科的进步都要依靠相应的材料创新的战略思想。他主持这些新材料领域的发展，并在纳米材料、新结构材料等方面率领大家多有斩获。