1957年回国后，聂荣臻元帅通过国务院专家局，指名要桐斌到成立不久的导弹研究院工作，负责筹建一个研究所，这就是我国第一个航天材料工艺研究所，即七零三所。桐斌去报到时，还只是一个材料研究组，该组只有12名大学生和一台显微镜。有人问这位归国专家为什么到这么个小单位工作，他回答：“我回国不是为地位和金钱，而是要把学到的知识奉献给国家建设。”

七零三所的任务是研制火箭材料和工艺。20世纪50年代，我国的材料工业水平不高，连一些低合金钢都生产不出来，更谈不上航天材料了，因此火箭材料均是从零开始，其工作难度可想而知。研究所成立后，桐斌被任命为所长。对实验室的设计，仪器设备的购置，科研规章的建立，科技人员的培训等，他都事必躬亲，不知有多少个夜晚，他都忙得回不了家。

有一种高温钎焊合金材料，当时的苏联在中苏友好时期就对中国严加保密，不肯透露它的成分和工艺。苏联专家曾带着几分怜悯的口气说：“材料成分嘛，不能告诉你们，其实就是告诉你们也没有用，这样吧，你们需要时，向我们订购好了。”1960年赫鲁晓夫撕毁合同，撤走在中国各部门的专家，并带走所有的图纸资料。当然，这时即使订购也不可能了，这种材料成了发展航天材料的一只“拦路虎”。

桐斌咽不下这口气，在新型号火箭制造急需的情况下，他亲自部署了这场战役。这就是18年后，在桐斌被追认为烈士的当天，全国科学大会上获得重大成果发明奖的高温钎焊合金。没有生命的金属材料从一个耻辱的空白点变为戴着桂冠的国家定型产品，凝聚着桐斌和七零三所其他技术人员的智慧和心血。桐斌他们终于研制出两种性能优越的高温钎焊合金，它们的性能和质量在世界同类产品中也是佼佼者，时至今日俄罗斯仍对它的成份保密。美国一家杂志曾经刊载一篇报道，说高温钎焊使“阿波罗”上了天。

除高温钎焊合金外，桐斌在七零三所还主持开展了许多项科研课题，包括新型不锈钢、钛合金、高强铝合金、复合材料、难熔金属焊接新工艺，化学铣切工艺，密封件、金属软管、波纹夹层结构、蜂窝结构等等。这些都是桐斌在排除阻力克服困难的情况下，极力坚持才得以开展或完成的，可以想象是多么的不容易！这些课题的成果，有的在稍后的远程火箭以至第一颗通信卫星上开了花，结了果。

桐斌还写出好多篇科研论文,其中有两篇论文对火箭部件的“疲劳破坏”进行了详细的阐述。他写道：由于火箭的工作寿命很短，很多人曾误认为“疲劳破坏”不可能在火箭的组件中产生。但是实践证明，由于火箭发动机在工作中产生不同的振动现象，加上某些零组件在火箭工作时又处于复杂的动载荷状况下，发动机某些部件的材料可能在极短的时间内达到“疲劳寿命”而发生破坏。金属材料“疲劳破坏”的积累性加大了这种破坏的可能。桐斌在此文中提出几个有针对性的措施，七零三所自此开创了一个“失效分析”专业，并多次对发射事故进行了极具说服力的分析，对火箭部件的设计制造起了指导性的作用。在此后多年中，这一专业为我国火箭事业的发展做出了重大贡献。失效分析已成为导弹、火箭、航天器的研制和生产中不可或缺的重要环节。

虽然桐斌所写的一些论文已经散佚，但是，他主持领导过的一些科研项目，却获得了丰硕成果。1985年，国家科学技术进步评奖委员会为桐斌生前在“液体地地战略武器及运载火箭”的发展与研制方面做出的重大贡献颁发了“科学技术进步奖”特等奖。同年，该委员会又为桐斌生前主持的“高温热物理性能测试基地的建立与发展”颁发了二等奖。

(本文选自姚桐斌夫人演讲稿)