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本文在综述超硬材料研究情况和第一性原理计算方法的基础上,利用密度泛函理论（DFT）及密度泛函微扰理论（DFPT）计算了新型低焓超硬BCXN（X=1,4,6）材料的电子结构、力学性质、动力学稳定性、热力学稳定性、理想强度和理论硬度,为设计与合成新材料及了解材料的性质提供帮助。阐明了结构稳定且具有优良力学性能结构的合成条件,探索了碳含量变化及化学键的不同排布方式对硼碳氮多元复杂体系结构及性能变化的构效关系。在粒子群优化（PSO）算法及第一性原理计算的基础上,预测出体心四方结构t-BCN、体心正交结构o-BC4N和中心单斜结构Cm-BC6N等新型低焓超硬相。利用基于密度泛函理论（DFT）的第一原理计算软件对上述新型超硬相的结构、电子和力学性能进行了深入研究。上述结构中各原子呈现出近四面体sp3杂化电子态特征,且与周围原子成共价键。弹性常数计算结果显示以上新型硼碳氮结构均为力学稳定性相。计算结果揭示在压力达到22.2 GPa以上条件下t-BCN比石墨状g-BCN在热力学上更稳定。t-BCN的理想强度在剪切载荷下达到48.6 GPa,比β-BC2N的理想强度更高。在[001]方向上N-C、C-B、B-N等不同类别共价键呈现为明显的交错依次连接的结构特征,这有助于在大应变作用下电荷重新均匀排布,键的强度趋近,使该方向上表现出强的抗拉伸能力,其峰值应力达到146.4 GPa。计算出的t-BCN硬度值为61.8 GPa,接近于立方氮化硼的硬度。计算表明,o-BC4N在25 GPa压力以上时比层状g-BC4N在热力学上更稳定。o-BC4N的理想强度为在（100）[001]剪切方向的峰值应力58.5 GPa,其力学失稳模式由剪切模式决定。o-BC4N的硬度值达到了78.7 GPa,显著高于β-BC2N。结果表明,Cm-BC6N的最低峰值应力和理论硬度均明显大于β-BC2N,其理想强度为53.9 GPa而其硬度值高达80.6 GPa。对于上述结构的高强度和高硬度,通过计算电子结构和电荷密度来探索其根源。结果表明上述几种超硬BCXN（X=1,4,6）相均具有优异的力学性能。在这些结构中,Cm-BC6N在硬度上仅逊色于金刚石。上述研究结果可为预测具有潜在应用价值的新型BCXN（X=1,4,6）三元超硬材料及其实验合成提供理论依据。