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本论文综述了B-C-N三元系中B;C;N单质元素及其化合物的结构;性质和制备方法;提出了目前B-C-N体系研究中存在的科学问题;采用三聚氰胺（C3H6N6）和硼酸（H3BO3）为原料，用化合热解法制备了一种乱层石墨结构的B2CN化合物，并发现当合成气氛中有氧存在时，会使产物中的碳含量降低，得到一种晶态的(B0.82C0.18) N化合物。采用乱层石墨结构B2CN为前驱物，在高温高压下获得了六方B2CN晶体;采用Ca3B2N4触媒;在压力为3~6 GPa;温度为800~1600 ℃范围内测定了立方B(CxN1-x)的P-T相图;合成出了立方B(CxN1-x) (x=0.1~0.4)化合物。与立方氮化硼的合成相比，立方B(CxN1-x)的形成温度下降了近200℃。采用潮解的Ca3B2N4触媒获得一种正交结构B2CN化合物。正交B2CN是一种白色的具有蓝紫色发光特性的光致发光材料;将乱层石墨结构的B2CN化合物在石墨坩埚中加热到~ 2600℃熔融后获得了一种碳化硼与石墨的共晶产物，其中的碳化硼晶体含碳量高于B4C的含碳量，用透射电镜观察发现，一种厚度均匀的薄片状碳化硼晶体的含碳量在10～61 at％范围变化，第一性原理研究结果表明，碳化硼中含碳量可能的极限为53%，与实验观测结果一致。采用第一性原理研究了B2CN晶体可能的六方结构和异质金刚石结构;虽然氮化硼晶体是绝缘体，但B2CN晶体则为具有金属性的导体;研究了α-B晶体中键的种类和B12二十面体中B-B键的相对离子性;提出了一种基于Mulliken布居数的离子性hi的表征方法，在第一性原理计算得到的Mulliken布居数与离子性之间建立了联系。计算了典型的富硼固体α-B、B13C2、B6O和B13N2的硬度，计算值与实验值吻合得很好。设计了一种类金刚石结构导电的BC3超硬材料，预测t-BC3晶体的硬度为79.0 GPa，高于立方氮化硼的硬度;t-BC3晶体是一种具有原子级导体-绝缘体交叠的三明治结构的晶体;可望在新型电子学器件上获得应用;