超硬材料是指硬度可与金刚石相比拟的材料。目前使用的超硬材料主要是立方氮化硼与金刚石，还有许多新型超硬材料正在研发中，如碳化硼、孪晶金刚石以及一系列化合物。计算材料科学作为一门新兴学科，在设计和预言超硬材料中起到了越来越重要的作用。 本书以碳基和类碳超硬材料为例，系统综述了如何应用计算材料科学来设计超硬材料。 B-C-N-O近三元相图中存在着丰富的结构，它们的维度、尺寸、组分、密度和键的杂化形式对包括硬度在内的材料力学性能至关重要，对它们的深入研究有助于人们对超硬材料硬度起源的理解，并为合理地设计和预言潜在的、满足工业苛刻要求的超硬材料提供了可靠的依据。为了探讨这些条件与力学性能的关系，本书介绍了从第1性原理弹性模量到硬度的估算公式，并系统阐述了从自组装石墨烯聚合物，到类碳晶体P-BN
