1. 研究目的与意义（文献综述）

玻璃作为一种基础材料，在日常生活、建筑、能源和航天等领域都有着十分广泛的应用，是一种和人民生活、国家工业发展紧密相关的材料，随着国民经济的快速发展，各行各业对硅酸盐玻璃的需求量越来越大，硅酸盐玻璃具有不可替代的作用。玻璃的种类多种多样，其中硅酸盐玻璃因其可见光透过率高、成本低廉、制备方便、物化性能优异的特点，是目前应用最为广泛的玻璃。硅酸盐玻璃从18世纪时开始工业化大规模生产，历经多次生产工艺的改革，最终到现在的浮法玻璃工艺。玻璃制造工业蓬勃发展的同时，也面临着能耗过高的问题，目前降低玻璃工业能耗主要从改进玻璃熔制技术和调整玻璃组分两方面着手。

浮法玻璃是建筑材料之一，浮法玻璃制造工业属于定性的高能耗产业，制备过程中需要消耗大量燃料，同时还会对环境造成污染。而其中熔融和澄清步骤由于工艺温度高，处理时间长等原因成为浮法玻璃工艺能耗中的主要环节。因此通过降低玻璃高温黏度，降低浮法玻璃制备中熔融和澄清工艺的温度的方法，达到节约能源、降低燃料能耗消耗同时提高熔融效率的目的，对于浮法玻璃工艺的优化具有重大的意义。本课题的目的是希望在不改变现有的浮法玻璃成分种类的基础上，通过调整氧化物组分，达到降低浮法玻璃高温黏度而尽可能不改变玻璃的其他性质。

经研究发现，通过向玻璃中添加不同的化学元素及玻璃内不同化学成分之间的相互影响，可以改善玻璃的各项物理化学性能。本课题的研究内容主要是研究混合碱土效应对玻璃性能的影响。以浮法玻璃组成为基础，制备了一系列不同钙镁硅酸盐系玻璃。将玻璃样品制备成粉末和块体，对比研究玻璃钙镁比和玻璃各个性质之间的关系，这些性质包括玻璃的热膨胀系数、维氏显微硬度、玻璃高温黏度和玻璃的拉曼图谱等。将所得到的样品进行切割和抛磨得到测试所需要的样品。采用综合热分析、硬度等表征手段，分析玻璃的热学性能、组成和结构及性能的关系。针对所制备样品，探索混合阳离子效应对玻璃力学性能的影响，并分析玻璃力学性能演化的混合阳离子结构起源。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 原料及组成

系统玻璃所用实验原料sio₂、al(oh)₃、na₂co₃、mgo、na₂co₃等。所用原料均为分析纯。

2.2玻璃熔制及样品制备

3. 研究计划与安排

1-3周：文献阅读，阅读大量混合碱相关文献，了解混合碱对玻璃的结构特性影响及其制备方法，完成初步的实验计划，并准备相关的实验条件；

4-8周：混合碱土玻璃材料的制备及相关处理。

9-11周：对所得玻璃及其相关测试，依据结果进行性能改进。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] j. kjeldsen, m.m. smedskjaer, j.c. mauro, y.z. yue, mixed alkaline earth effect in sodium aluminosilicate glasses j. non-cryst. solids .2013,369

[2] l. cormier, d.r. neuville, ca and na environments in na2o–cao–al2o3–sio2 glasses: influence of cation mixing and cation-network interaction, chemical geology . 2004,213:103 – 113

[3] o.n. koroleva, l.a. shabunina, v.n. bykov, structure of borosilicate glass according to raman spectroscopy data, glas. ceram. 2011,67: 340–342.