超低膨胀微晶玻璃是在Li2OAl2O3SiO2系玻璃的基础上经过严格的受控晶化，在母体玻璃中析出以β石英固溶体为主晶相的微晶玻璃材料。由于具有极低的热膨胀系数，以及优异的热稳定性、化学稳定性和力学性能，超低膨胀微晶玻璃在诸多领域得到了广泛应用。本文综述了超低膨胀微晶玻璃的组成、制备方法、国内外研究历程及发展现状、应用，指出了目前生产超低膨胀微晶玻璃存在的问题和国产超低膨胀微晶玻璃与国际顶尖产品存在的差距，以及国产超低膨胀微晶玻璃今后的发展方向。

选用CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)体系无碱铝硅玻璃为研究对象, 设计8组Fe2O3组分变量, 利用高温熔融法制备试验样品。利用XRD、SEM、TG-DSC等测试方法, 先后对无碱玻璃样品的物相、析晶动力学、析晶行为和弹性模量等物化性能进行测试分析, 进而探讨Fe2O3含量及晶化处理对无碱玻璃弹性模量的影响。结果表明: 适量添加Fe2O3可以提升CMAS体系无碱玻璃的弹性模量, Fe2O3的质量分数为1.50%(F-6#)时, F-6#无碱玻璃弹性模量最大值为97.87 GPa, 析晶活化能为347.1 kJ/mol, 析晶指数n为1.383 4, 为表面析晶。经整体析晶法晶化处理后, F-6#微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl2Si2O8), 晶体尺寸为200~400 nm; 经烧结法晶化处理后, F-6#微晶玻璃析出的主晶相为钙长石相(CaAl2Si2O8), 晶体尺寸为300~500 nm。随着热处理温度的升高, 析出主晶相数量变多, 尺寸变大, 但主晶相种类并未改变。由于钙长石的弹性模量小于基础玻璃, F-6#无碱玻璃析晶后所得微晶玻璃样品的弹性模量有所降低。

以包钢高炉渣为主要原料，配加少量铬铁矿，在高温渣液降温过程中采用一步保温热处理方法制备微晶铸石，通过熔点测定、差热分析、X射线衍射，扫描电子显微镜观察并结合理化性能测试，研究了铬铁矿加入量对微晶铸石晶化行为和理化性能的影响规律，为包钢高炉渣的低成本高值化利用开辟了新途径。结果表明：在原料配比为高炉渣95%、铬铁矿5%(质量分数)时，微晶铸石整体析晶，主晶相为镁黄长石和铝黄长石，抗折强度为31.88 MPa，密度为3.439 g·cm-3，吸水率为0.036%，耐酸性为0.145%，耐碱性为0.033%，符合国家建筑材料标准，完全可以替代天然大理石和花岗岩用作建筑装饰材料。

透明陶瓷是一种具有广阔应用前景的无机非金属材料, 但以粉末烧结为主的传统制备策略存在依赖高质量原料粉体、需要长时间高温处理、设备和工艺复杂、生产成本高等技术限制。玻璃晶化法是通过调控晶化过程实现玻璃全部结晶并且获得透明陶瓷的新方法, 因其可以克服与传统透明陶瓷加工相关的技术困难, 并在合成高致密度、无气孔、非立方相、纳米结构透明陶瓷等方面具有独特的优势, 而受到人们的广泛关注。本文首先从玻璃晶化法制备氧化物透明陶瓷的工艺方法和组分体系两方面入手, 详细概述了该方法的发展历程和研究现状。接着, 指出了目前研究中存在的问题, 并对其未来发展前景进行了展望, 以期该方法能够广泛应用于制备下一代高性能透明陶瓷材料。

利用DSC-TG、XRD、IR、Raman和NMR等测试手段, 研究了不同煅烧温度(650、700、750、800、850 ℃)下低品位黏土物相和结构的变化。结果表明: 低品位黏土主要由高结晶度的石英组成, 并含有少量晶化程度较低的多硅白云母、高岭石、伊利石、方解石、黄铁矿和微斜长石。650~850 ℃高温煅烧后, 高岭石和伊利石分解为非晶的SiO2和Al2O3, 部分石英转变为无定形的SiO2; 低品位黏土矿物中的吸附水和结构水分解, 铝氧八面体逐渐转变为铝氧四面体, 石英中Si-O-Si的近程有序结构也受到了一定程度的破坏。

利用艾奇逊炉分别在3 000 ℃和2 800 ℃下进行碳纳米管的提纯实验。利用ICP、EDS、TGA检测了提纯碳纳米管的主要催化金属含量、灼烧残余物含量; 用四探针薄膜电阻仪检测其电阻率; 利用SEM、XRD、FT-IR研究了不同温度提纯碳纳米管的组织结构变化和表面特点。研究结果表明, 艾奇逊炉在不同温度下提纯的碳纳米管都可以有效降低碳纳米管粉体中的催化金属含量和灼烧残余物含量, 满足动力电池导电剂要求。与原生碳纳米管比较, 3 000 ℃提纯的碳纳米管的电阻率显著下降, 石墨晶化程度提高; 而2 800 ℃提纯的碳纳米管的电阻率略有提高, 石墨晶化程度变化不大, 表面官能团数量减少。

分别采用脉冲宽度为100 ns、3 ps激光对厚度为80 μm的Zr-21Cu-4Al-1Ti（ZT1）非晶合金进行切割试验，研究激光加工非晶合金的适应性。结果表明：纳秒激光加工的热效应明显，加工区域存在重铸、裂纹、飞溅等典型的热致缺陷，并且在外侧形成了较大范围的晶化区域，晶化区域的材料表面具有独特的纹理和颜色。皮秒激光可实现近“冷”加工，加工区域呈现非热熔性去除形貌，无重铸、裂纹、飞溅等热致缺陷，并且未发现晶化。在大气环境、多脉冲、高能量密度等条件下，纳秒、皮秒激光的加工区域均出现了不同程度的氧化。前者发生在整个热影响区表面，后者只发生在激光辐照区域。

作为重要的透明微晶玻璃体系，含镁锌的铝硅酸盐玻璃展现了优异的力学、光学特性。大量研究关注该体系的核化和晶体生长过程，但锌镁替换对铝硅酸盐玻璃玻璃转变和晶化行为影响的物理机理尚不明晰。本研究以xZnO·(11-x)MgO·22Al2O3·67SiO2(x%=0%,2.2%,5.5%,8.8%,11.0%，摩尔分数)玻璃为研究对象，探究锌镁替换对铝硅酸盐玻璃的玻璃转变和晶化行为的调控规律。结果表明：随着锌逐步替换镁，玻璃转变温度慢慢下降，这是由于Zn2+较弱的场强和多一个电子层的屏蔽作用，玻璃网络骨架整体键合强度降低；析出晶相从单一的莫来石相转变为莫来石与锌铝尖晶石的混合相，这是由于Zn2+具有促进铝硅酸玻璃分相的作用；析晶温度降低，这主要是由于析晶温度附近黏温曲线变得更陡峭和析晶活化能降低。

Nb2O5有多种晶态，其形成长程有序结构的中间过程却不清楚。采用溶胶-凝胶法制备了Nb2O5前驱体，460~520 ℃煅烧得到非晶Nb2O5晶化中间态样品，研究了其晶体结构、形貌结构、孔结构和晶化动力学。结果表明：样品的原子有序化过程是从1.0 nm短程序的非晶态到1.0 nm短程序的少量晶体、非晶混合态，再到1.5 nm中程序的伪六方、非晶混合态，再到大于2.0 nm长程序的伪六方、正交、少量非晶混合态。煅烧温度大于495 ℃时，样品结晶度增长迅速，从20%增至86%。样品颗粒由大量片状和少量棒状结构交错堆积而成；从短程序到长程序转变阶段，主要是片状颗粒的生长过程，棒状颗粒没有明显变化。样品颗粒为介孔结构，随着煅烧温度的升高，逐渐以10 nm孔为主。样品Avrami指数n=1~2，主要形核方式是表面形核；且短程序向中程序转化阶段，存在晶化孕育期。以此，为Nb2O5晶化中间态的研究提供工作基础，从而开拓新的研究方向。