本文以熔铸耐火材料为研究对象进行抗盖板玻璃熔体侵蚀试验, 采用化学分析、岩相分析和电子显微镜能谱分析等测试分析方法, 对比研究钠钙玻璃熔体、高铝玻璃熔体和锂铝玻璃熔体对熔铸耐火材料的侵蚀行为。结果表明, 玻璃熔体中的碱金属离子向耐火材料中的玻璃相扩散, 导致玻璃相黏度降低, 同时耐火材料中刚玉相溶解, 斜锆石分散, 主体结构遭到破坏, 并形成界面层。界面层内存在富铝含锆的玻璃相, 由于高铝玻璃和锂铝玻璃氧化铝含量高, 表面张力大, 界面层内的玻璃相聚集在试样周围且扩散慢, 从而阻止了侵蚀的发展。玻璃熔体的侵蚀速率为钠钙玻璃熔体＞高铝玻璃熔体＞锂铝玻璃熔体。

玻璃熔体电阻率是设计玻璃电熔窑或电助熔窑的关键参数之一, 研究玻璃熔体电阻率测量的边界条件对获得精确电阻率值极其重要。本文基于欧姆定律, 构建玻璃熔体电阻率测量装置, 探讨了馈入电压、交流电频率、试样颗粒尺寸和填充率等因素对钠钙玻璃熔体在900~1 450 ℃电阻特性的影响。结果显示, 当馈入电压为2~10 V, 交流电频率为1 kHz, 试样颗粒尺寸为830~1 700 μm, 填充率为80%, 降温速率为2 ℃/min时, 电阻率测量结果的误差在各温度段都小于1。该研究可以为玻璃熔体电阻率测量提供参考, 进而支撑玻璃电熔窑及电助熔窑电加热系统的设计, 实现难熔及易挥发玻璃的熔化。

组成与结构呈特定分布的微结构可控印刷是实现小型化、集成化非线性光学器件的关键技术。本工作以镍网为阳极并以钠钙玻璃(SLG)为盖玻片,通过显微热极化工艺印刷出在微米尺度下具有空间和几何可控的二阶非线性光学性能的SLG。微结构的二次谐波生成(SHG)与显微热极化过程中SLG样品、镍网和SLG盖玻片之间所形成的阳极夹层的介质阻挡放电(DBD)密切相关。结果表明:DBD诱导了SLG样品和覆盖层中强度呈几何形状分布的内部电场;能量色散X射线光谱和Raman光谱证实微结构SHG图案的产生归因于SLG的Na ⁺重新分布和结构重排引起的内部电场。该显微热极化技术适合于制备非线性光学元件。

本文通过离子交换和后续热处理的方法在钠钙玻璃中引入Ag纳米颗粒, 并将Ag掺杂的钠钙玻璃作为衬底增强了钠钙玻璃和荧光染料罗丹明6G(R6G)的荧光辐射。Ag纳米颗粒的表面等离激元散射增强了掺杂玻璃的荧光, 而R6G的增强荧光辐射则源于掺杂玻璃与荧光染料之间的辐射共振能量转移。

为了寻求更加有效的激光切割玻璃的方法，提高玻璃的切割质量，在激光热应力切割玻璃的基本原理的基础上，比较了单束聚焦CO2激光与单束非聚焦CO2激光切割玻璃的优劣，提出了双束CO2激光热应力切割的方法。先用一束低功率聚焦的CO2激光在玻璃表面划线，而后用非聚焦的CO2激光沿着该划线进行扫描，在热应力的作用下使玻璃沿着该划线分离，从而实现玻璃的切割。实验分析了单束和双束CO2激光热应力切割玻璃的切割效果。结果表明，相对于单束CO2激光切割的方法，利用双束CO2激光进行玻璃的切割，既可以保证切缝沿既定方向扩展又可以提高切面的光洁度，是一种比较理想的玻璃切割方法。

为了研究激光预热玻璃温度场分布，采用实验和数值计算相结合的方法，利用红外热像仪测温装置，对普通钠钙平板玻璃试件在C0₂激光辐照下表面的温度进行了测量，并利用热电偶对红外热像仪进行了校正，得到了真实的温度场，对实验和理论计算进行了比较。结果表明，实验得到的温度变化规律与数值计算基本一致。