硼掺杂金刚石不仅保留了其良好的力学性能,还具有较好的抗氧化性,且不易与铁质材料发生反应。其中类金刚石结构的C-B材料具有优良的光学和电学性能以及较高硬度和热稳定性,从而使C-B体系材料具有更为广阔的应用领域。实验上已有制备和合成C-B材料的方法,理论上的第一性计算较多,原子间相互作用势的研究较少。类金刚石结构C-B体系材料具有多种结构以及不同的C、B比例,本文选择C和B比例为1：1的闪锌矿结构C-B材料作为研究对象,描述此C-B体系中的原子间相互作用以及硬度。通过第一性原理计算进行较大尺度的原子级模拟需要占用大量的计算资源,且耗时过多,不适应在较大的组分范围及不同的原子组态内进行原子级模拟。为了方便进行原子级模拟,需要获取相应的原子间相互作用势。目前已有的C-B势较少,且已有的势是采用了Tersoff组合方式经验地获得异种原子交叉势,没有从具体的C-B体系的相关第一性原理计算或者实验数据来获得,其合理性没有得到深入检验。因此,亟需进一步研究通过第一性原理计算方法来获得所需材料的C-B异种原子间交叉势。本文通过晶格反演方法根据对象结构来获得所需的原子间相互作用势,首先选取了金刚石结构为研究对象结构,以组分1：1的闪锌矿模型为具体的研究切入点,进行C-B交叉势的晶格反演获取及研究,并成功获取了一套C-B异种原子间相互作用势。考虑了B掺杂后,相应的原子间相互作用势具有较强的体积效应,而嵌入原子模型的Finnis-Sinclar势虽然考虑了体积效应,但却只具有二体势形式,不能描述三体角度项,故我们在晶格反演方法获得嵌入原子模型C-C势的基础上,加入了Stillinger-Weber三体项描述金刚石角度相关项,然后根据闪锌矿结构的B原子亚点阵特征,进行晶格反演获得B-B势。利用此晶格反演势进行一系列的原子级模拟：首先计算闪锌矿结构C-B材料的静态力学性质；然后通过加压的方法计算了材料力学性能随压强的变化；再根据陈星秋等人的方法计算材料硬度；最后建立各种几种组分不同结构C-B拉伸模型,通过应力-应变曲线分析比较其力学性质随拉伸应变的变化。本文的计算模拟结果说明：B掺入形成的C-B键与C-C键一样是决定拉伸强度的重要因素,B-B键会有效削弱C-C键；B原子在金刚石中的合理分布,避免B聚集形成B-B键有助于获得一定理想强度的超硬导电材料。这证明针对对象结构使用的虚拟晶格反演方法与嵌入原子模型及三体相互作用结合的方案,能够合理给出适合研究与对象结构相关的C-B材料有效原子间相互作用势。