基于第一性原理的轻元素共价材料理想强度与储氢功能深度剖析

一、引言

1.1研究背景与意义

在材料科学领域，轻元素共价材料凭借其独特的物理化学性质，近年来成为研究的热点。这类材料主要由氢（H）、硼（B）、碳（C）、氮（N）等轻元素通过共价键结合而成，展现出高硬度、低密度、高导热性以及良好的化学稳定性等优异特性，在力学和能源等众多领域具有重要的应用价值。

从力学领域来看，轻元素共价材料中的金刚石和立方氮化硼（c-BN）是典型代表。金刚石作为自然界中硬度最高的材料，其卓越的硬度和耐磨性使其在切削、磨削等加工领域发挥着不可替代的作用，广泛应用于制造高精度的切割工具，用于加工各种坚硬的材料。立