本文选取了Na2O-TiO2-SiO2体系不同成分的团簇模型, 采用量子化学从头计算方法计算其拉曼振动频率和相对散射活性。本文分析了钛硅酸盐中硅氧四面体(［SiO4］)的局域环境变化对特征拉曼振动频率的影响, 对硅氧四面体应力指数进行了拓展与修正, 研究表明钠钛硅酸盐拉曼光谱高波数区硅氧四面体非桥氧对称伸缩振动频率随相应的硅氧四面体应力指数的增加而增加, 并表现出良好的线性相关性。采用拉曼光谱和29Si NMR对Na2TiSiO5玻璃进行解谱、定量分析和比较, 并认为869 cm-1处的谱峰归属为Q1(Si)中非桥氧的对称伸缩振动。

本文基于密度泛函理论(DFT)的平面波赝势法,利用CASTEP计算模块对四种典型链状(铝)硅酸盐矿物进行拉曼振动活性与拉曼光谱的模拟计算,同时测定了矿物的拉曼光谱,确定了四种矿物拉曼振动谱峰的归属,并结合硅氧四面体应力指数(SIT)进行了分析。结果表明,CASTEP计算模块可以有效获知(铝)硅酸盐矿物特征结构的拉曼振动模式的归属;链状(铝)硅酸盐矿物硅氧四面体局域环境与SiOT 非桥氧对称伸缩振动波数之间的关系仍可用SIT指数描述。

构建了钠磷酸盐精细结构团簇， 应用量子化学从头计算方法， 采用闭壳层Hatree-Fock(RHF)方法和6-31G(d, p)基组优化构型， 进行了拉曼光谱的模拟计算。 引入SIT应力指数标识磷酸盐局部微观精细结构， 讨论和分析了磷酸盐在高频区的非桥氧对称伸缩振动的特征谱峰。 结果表明SIT值与相应结构特征谱峰的拉曼位移呈良好相关性。 采用高温拉曼光谱仪测定了Na5P3O10固态及熔体的变温拉曼光谱， 观察到了Na5P3O10在873～1 073 K间的相变。 Na5P3O10晶体的微结构单元为Ｑ２１与Ｑ１１２， 其理论含量比例为2∶1。 随着温度升高， Na5P3O10的主要峰包中心向低频移动， 熔融后体系中出现了Ｑ０， Ｑ１１， Ｑ２１， Ｑ１１２，　Ｑ１２２， Ｑ２２２等多种精细结构单元， 导致其拉曼光谱的展宽与不对称性的出现。 这些概念的建立和运用为磷酸盐熔体及玻璃的拉曼光谱的定量分析奠定了基础。