Ti-Si-N 纳米复合表面的100GPa超高硬度难以复制的情况,反映出纳米复合结构开发中的典型问题：纳米复合结构的原子间结构关系和纳米复合结构的形成机理难以用试验方法确认。本项目针对Ti-Si-N类超硬纳米复合表面，拟采用第一原理方法，（1）计算并确认这类纳米复合表面的原子结构和电子结构，通过分析比较这类纳米复合表面的原子结构和电子结构，归纳总结产生超硬性能的机理，为数字化设计超硬纳米复合表面奠定基础；（2）计算这类纳米复合表面生长过程中各种粒子迁移扩散的激活能，通过分析比较这些激活能，归纳总结此类纳米复合结构形成的机理，为数字化制备超硬纳米复合表面奠定基础。本项目的特色是：采用第一原理方法推动纳米复合结构的数字化设计和数字化制造的发展。这项研究对我国纳米制造技术的发展具有重要意义。