新材料的研究在基础科学领域具有重要的意义，其中碳素与超硬功能薄膜材料（碳氮、碳锗、纳米复合、石墨烯、碳纳米管等）在高新技术领域具有广阔的应用前景。据此，本项目主要开展了碳素与超硬功能膜的制备、结构、物性及应用研究：（1）成功获得了具有多种相结构、硬度达60GPa的新型碳氮和硬度超过40GPa的新型纳米复合多相超硬薄膜材料；（2）揭示了碳基膜材料生长机理和优异场发射性能的物理机制；（3）定义了衡量超硬薄膜弹性性质的回复率概念；（4）设计和制备了用于高速导弹红外窗口的增透保护涂层；（5）突破传统思路，设计并制备了新型耐久红外反射镜涂层；（6）阐明了纳米多层膜的强韧化机理、磨损和高温稳定性行为，为装备轻质化过程中急需的智能纳米结构保护涂层提供了可行途径；（7）设计并制备出低密度纤维增强高温金属基复合材料的扩散障碍涂层，为该材料应用于先进航空发动机提供了技术支持；（8）设计并制备了一系列硬质低摩耐磨涂层，实现硬质薄膜在多种环境下（高载荷、高温、海水、体液）作为保护涂层的应用。课题组围绕碳素与超硬功能薄膜材料的制备与应用，开展了深入系统的研究，取得了一系列重要的研究成果。所获的碳素与超硬功能薄膜材料可以广泛应用于航空航天精密光学系统的耐久防护涂层、先进航空发动机的高温扩散障碍涂层、精密制造领域的刀具涂层，极端条件的低摩耐磨涂层等，项目的市场前景非常广阔。