当然，在材料研究中，材料学科学家正在依靠科学理论及配合以高效率计算机工具，探索着材料结构的设计和性能预测的工作’并从其化学元素组成预测高温合金的某种性能、有机大分子的分子设计、复合材料的组织设计和基于线弹性断裂力学对与一定尺度以上裂纹长大与传播过程来预测寿命的方法方面获得一些成效。但由于材料结构和性能影响因素的复杂性和纯理论的局限性，要完全以“设计”和“预测”来代替其实际的理化检测研究和检测工作是不可能的。
    2  解决材料研究中具体问题的实例
    (1)通过对析出相的类型、结构、组成与含量的研究，定量地研究了多种高温合金的时效过程中相的析出、溶解规律和相变规律及其组成与各有关相间地关系、各相与性能间地关系。通过这些规律和关系的研究，选择并确定了某些高温合金有关合金元素的用量、热处理制度，探讨了其组织的稳定性及其合金化机理和强化机理、失效原因等内容。
    (2)针对50硼钢的脆化现象，通过对硼在钢中的存在状态与分布，硼相结构、组成与形成、溶解规律，测硼方法的系统研究，提出了Fe23 (C,B)6相沿晶界析出的硼脆机理和通过高于950℃固溶处理，并结合快速冷却，以达到消除或改善硼脆的措施。依此，国内统一了测硼方法，改订了50硼钢的部颁标准。
    (3)通过对18CrMnNiMoA钢气体碳氮共渗层中固溶氮的测定及固溶体和各种碳氮化物的逐层定量提取、化学分离、测定方法的研究与建立，进而对渗层基体的组织特征和碳氮化物相的类型、结构、组成、含量、形态、沿渗层的分布和合金元素在渗层基体与各碳氮化物相间的分配，残余奥氏及残余应力在渗层中的分布规律，以及他们同渗层力学性能之间定量关系的系统研究，提出了渗层中碳氮化物的形成机制和碳氮化物共渗层的强化机理。从而为研究、选择合适于碳氮共渗的钢种及合理的共渗工艺，提供了重要的机理依据。
    (4)通过锰的加入量的变化对93W-Ni-Fe-Co合金力学性能的影响，以及对合金中钨颗粒和粘结相的含量与组成，合金的显微组织与断口形貌，锰同氧、硫等原子的分布状态及其所形成夹杂物的类型、结构、形态、尺寸及分布的系统研究，提出了锰在W-Ni-Fe-Co系重合金中晶界净化的作用机制，以及借加入某一或某些可净化钨颗粒／粘结相界面的合金元素，以提高钨颗粒同粘结相间的结合强度，是提高其合金塑性和韧性的一种有效途径。