玻璃力学性能演化的混合阳离子起源探索开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

玻璃作为一种非常常见且重要基础材料，被广泛应用于通讯、交通、建材、航空航天等领域，与国民经济息息相关。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。当用碱金属元素去等量的替换碱土金属元素时，玻璃的性能也会出现变化，性能随组成的变化不呈现线性规律，而是呈现偏离线性的变化规律，把这种一种碱金属或碱土金属元素去等量替换另一种碱金属或碱土金属元素时，玻璃的性能发生偏离线性变化的现象，统称为“混合阳离子效应”，也称作“混合移动离子效应”。玻璃中混合阳离子体效应导致玻璃性能随组成的变化偏离线性变化规律，一直是国内外学术界和研究机构的研究热点。

通常认为混合阳离子效应会对玻璃的离子扩散速度、电导率和黏度等性质产生影响，而对密度，折射率，摩尔体积等性质的影响则比较微弱。但是近年来随着新型玻璃体系和应用领域的开发，混合阳离子效应对玻璃其他性能如力学性能的影响也逐渐引起重视。

在国际上，奥尔堡大学的mortenm.smedskjaer和jonaskjeldsen等人研究了混合阳离子效应对钠铝硅酸盐玻璃性能的影响，其中mortenm.smedskjaer着重研究了混合阳离子效应对铝硅酸盐玻璃结构致密性的影响；德国耶拿大学的m.tylkowski等人研究了混合阳离子效应在生物玻璃领域的影响，并发现用k 替代na 的玻璃更适合用作生物玻璃材料；美国利哈伊大学的h.jain等人着重研究了混合阳离子效应对低温下交流电场作用下玻璃电导率的影响；印度奥斯马尼亚大学的a.edukondalu研究了混合阳离子效应对钨硼酸盐玻璃性能的影响，并发现光学吸收边、光学带隙以及urbach边这些光学性能均受影响。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容

采用熔融急冷法制备含na 、ca2 等混合阳离子的玻璃样品，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、x射线衍射、密度、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。

2.2研究目标

3. 研究计划与安排

1-4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；

5-8周：混合碱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]y.yue,characteristictemperaturesofenthalpyrelaxationinglass[j]．journalof

non-crystallinesolids，2008，354：1112-1118.

[2]l.cormier,d.r.neuville,caandnaenvironmentsinna2o–cao–al2o3–sio2