通过流延法制备了一种新型的Al2O3/BaO-CaO-B2O3-Al2O3-SiO2微晶玻璃(BCBAS)系复合密封材料，其具有突出的机械性能和较高的导热性能。结果表明，片状Al2O3可有规律定向分布在BCBAS玻璃基体中。随着片状Al2O3质量分数从0增加到25%，BCBAS玻璃的主要结晶相从Ca0.1Ba0.9SiO3转变为Ba1.55Ca0.45SiO4和BaAl2Si2O8，并进一步转变为BaAl2Si2O8和BaAl2O4相。同时复合密封材料的导热系数从0.892 W/(m·K)增加到1.255 W/(m·K)，弯曲强度和Vickers硬度分别从96 MPa增加到140 MPa，444 HV增加到677 HV。当片状Al2O3的质量分数不大于20%时，密封材料与连接件之间的抗拉强度保持在4 MPa以上。20% Al2O3~80% BCBAS微晶玻璃的复合密封材料表现出优异的综合性能：导热系数为1.203 W/(m·K)、弯曲强度为136 MPa、Vickers硬度为677 HV、密封件的抗拉强度为4.22 MPa，在抗热震性能上体现出较大的优势，使其成为中温固体氧化物燃料电池密封应用的潜在候选材料。

以Li2O、Al2O3、SiO2为主要成分熔制了基础微晶玻璃样品, 采用DSC、XRD、膨胀仪、分光光度计等研究了热处理工艺对低膨胀透明微晶玻璃透过率和膨胀系数的影响, 确定了合适的热处理制度。实践发现, 当选择720 ℃核化10 h, 880 ℃晶化1.5 h, 可制备出主晶相为β-石英的高透过率和近零膨胀系数的微晶玻璃, 透过率为76.58%。

利用飞秒激光脉冲开展了零热膨胀系数Li₂O-Al₂O₃-SiO₂（LAS）透明微晶玻璃的非光学接触式焊接研究，分析了不同能量飞秒激光焊接LAS透明微晶玻璃的焊缝形貌和剪切强度，并对焊接后LAS透明微晶玻璃的透过率进行了测量。在激光脉冲宽度为300 fs、波长为1030 nm、单脉冲能量为3.0 μJ时，焊接后LAS透明微晶玻璃的剪切强度高达23.51 MPa，光学透过率相对于原始LAS透明微晶玻璃下降了5%。随着单脉冲能量的增加，LAS透明微晶玻璃的光学透过率发生不同程度的下降，改性区域逐渐远离焦点，向激光源方向移动，使得分界面处的焊缝宽度先增大至10.7 μm而后逐渐减小。X射线衍射分析结果表明，在该激光参数下实现了LAS透明微晶玻璃焊接而未产生新的晶相。

荧光玻璃陶瓷是高功率白光照明器件的重要材料之一，然而，红色荧光粉易与玻璃粉在共烧结时发生反应，制约了荧光玻璃陶瓷的发展。本课题组将（Ca，Sr）AlSiN₃∶Eu²⁺红色荧光粉与Y₃Al₅O₁₂∶Ce³⁺黄色荧光粉复合，在高热导率的蓝宝石基质上以硼硅酸玻璃粉为黏结剂，采用丝网印刷技术制备了荧光玻璃陶瓷，研究了样品共烧结过程中材料结构、形貌、元素比等的变化，模拟了实验过程，分析了发光性能。结果表明：在制备玻璃陶瓷的共烧结过程中，两种荧光粉均未与粘结玻璃发生明显的反应；随着红粉掺杂量增加，玻璃陶瓷的发射光谱红移且强度逐渐降低，量子效率呈现下降趋势；玻璃陶瓷具有优异的热稳定性，150 ℃下的发光强度为室温下的89%；随着红粉掺杂量增加，样品表现为由冷白光向暖白光转变的光色可调性，最佳光电参数为流明效率147.70 lm/W、色温4915 K、显色指数73.3。

低温共烧陶瓷(LTCC)的玻璃材料对基板性能有重要影响。本文介绍了LTCC用玻璃材料的体系分类与性能特点, 梳理了组分、工艺等对材料性能的影响规律, 对现有较成熟体系进行了重点分析。CaO-B2O3-SiO2微晶玻璃体系基板含大量晶相, 介电性能优异, 但烧结析晶行为敏感, 组分和工艺波动对性能影响较大。PbO-B2O3-SiO2玻璃/陶瓷复合体系结构致密, 玻璃不易析晶, 性能稳定, 力学性能优异, 但大量含铅玻璃相限制了其在高频领域的应用。La2O3-B2O3玻璃/陶瓷复合体系使用结晶型玻璃与陶瓷填料复合, 结合了二者优点, 兼顾了性能与稳定。LTCC材料的烧结机理与性能调节规律仍需深入研究, 以支撑拓展已有体系, 开发新体系。

CsPbX3 (X=Cl, Br, I)量子点微晶玻璃集CsPbX3量子点出众的光学性能和玻璃良好的物化性能于一体, 在光学数据存储、随机激光、X射线成像、照明显示、太阳能电池、光催化等领域有重要应用价值。本文概述了其制备加工以及相对应的性能应用的最新进展, 如利用飞秒激光加工在玻璃中指定区域析出CsPbX3用作光学数据存储, 以此刻画其组成-结构-性能之间关系与变化规律。不过, 其在未来的研究中仍面临诸多挑战, 如CsPbX3在玻璃基质中的原位生长机理并不完全清楚, 对CsPbX3前驱体在“玻璃微反应器”中的赋存状态、近邻结构和分布形态的研究将有助于进一步认识CsPbX3在玻璃中的形成机理, 为获得光学性能更好的CsPbX3量子点微晶玻璃提供理论指导。

材料表面应力状态对材料的冲蚀磨损行为起着重要作用。本文利用有限元方法探讨了冲蚀角度、冲蚀速度、磨料粒径对微晶玻璃涂层冲蚀应力的影响, 利用常温冲蚀试验机对微晶玻璃涂层在不同冲蚀角度下的体积磨损率进行了测定。结果表明, 随冲蚀角度、冲蚀速度、磨料粒径增大, 涂层的冲蚀应力均逐渐增大。在相同的冲蚀角度和冲蚀速度条件下, 磨料粒径对涂层冲蚀应力的提升效果显著。微晶玻璃涂层冲蚀磨损率随冲蚀角度的增大而增加, 其变化规律与冲蚀应力变化趋势基本一致, 从而验证了有限元应力模拟的可靠性。

分别以均化矾土、多孔莫来石和涂覆玻璃陶瓷涂层的多孔莫来石作为骨料制备3种不同的莫来石-碳化硅材料，研究了莫来石-碳化硅材料1 500 ℃热处理后常温物理性能及1 000 ℃模拟钾蒸气侵蚀条件下的结构与性能变化，并借助热力学分析了玻璃陶瓷涂层影响材料抗碱侵蚀性能的机制。结果表明：相比于以均化矾土为骨料制备的传统莫来石-碳化硅材料，通过直接引入多孔莫来石骨料方式得到的轻量莫来石-碳化硅材料耐压强度变化不大，但其抗碱侵蚀性能明显下降；当多孔莫来石骨料表面涂覆玻璃陶瓷涂层后，玻璃陶瓷涂层在高温下形成的液相促进材料烧结，使骨料与基质结合更为紧密，所制得的具有玻璃陶瓷涂层的轻量莫来石-碳化硅材料强度明显增加；并且玻璃陶瓷涂层可以吸收部分钾蒸气并产生液相，进一步保护多孔莫来石骨料免受碱侵蚀，从而使具有玻璃陶瓷涂层的轻量莫来石-碳化硅材料的抗碱侵蚀性能优于传统莫来石-碳化硅材料。