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2026年 第45卷 第3期
刊出日期：2026-03-20


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“玻璃科学与技术”专题编者按

2026, 45(3):  741-742. 

摘要 ( 14 )   HTML ( 2)   PDF (310KB) ( 4 )  

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玻璃本构与模拟计算

基于机器学习方法设计开发无机玻璃材料研究进展

谭至昕, 章伟, 乔旭升, 樊先平

2026, 45(3):  743-754.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1138

摘要 ( 91 )   HTML ( 13)   PDF (5407KB) ( 110 )  

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玻璃科学与工程领域对新型高性能玻璃的需求日益迫切，传统试错法及物理建模存在效率低、成本高或精度不足等问题。人工智能和机器学习为玻璃设计与开发提供了更加有效的新方法，通过数据集构建、模型训练与验证，可以高效预测玻璃成分、结构及性能。本文阐述了机器学习的基础原理、核心算法（含监督与无监督学习），总结了近年来机器学习在多类玻璃中的应用成果，重点综述了基于机器学习的成分-性能、成分-结构、成分-结构-性能建模与设计玻璃材料的研究进展。已有研究表明，机器学习能显著提升玻璃性能预测准确度与开发效率，但目前仍面临泛化能力不足、复杂结构拟合困难等挑战。未来，随着技术完善与多领域融合，机器学习将持续推动玻璃科学的创新发展，为新型玻璃研发提供更高效的技术支撑。

定量结构-性质关系分析法在玻璃材料领域的研究进展

闫洪滢, 严静萍, 蒋芳玲, 郑秋菊, 邓路

2026, 45(3):  755-770.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1143

摘要 ( 44 )   HTML ( 4)   PDF (4918KB) ( 34 )  

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复杂的非晶态结构和热力学亚稳态特征导致研究人员对玻璃材料结构-性能映射关系的理解仍面临挑战，因此，构效关系研究成为新型高性能玻璃研制的核心难题之一。定量结构-性质关系（QSPR）分析法通过建立数学模型将材料的微观结构与宏观性能相关联，为新型玻璃材料的研究提供了可以突破传统试错法局限的新途径。本文系统综述了QSPR分析法在玻璃材料领域中的最新研究进展：首先，梳理了从数据获取、描述符提取到模型构建的完整研究流程；其次，聚焦描述符体系的分类，阐述了自该方法首次提出后描述符体系在结构、能量和动力学机制方面的发展演化；随后，进一步总结了QSPR分析法在硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃及其他类型玻璃中成功预测力学、热学及化学稳定性等性能的案例，论证了其在实际材料设计中的有效性。最后分析了当前研究在描述符物理意义与数据质量方面面临的挑战，并展望了未来通过多尺度融合与多方法联用的改进策略，以推动QSPR分析法从解释工具向精准设计平台的转变。

合成石英玻璃粘度特征多尺度模拟研究进展

周建欣, 聂兰舰, 范江伟, 贾亚男, 刘瑞旺

2026, 45(3):  771-780.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1194

摘要 ( 37 )   HTML ( 4)   PDF (1132KB) ( 22 )  

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在集成电路制造过程中，热处理工艺是关键步骤之一，而石英炉管作为热处理设备的核心部件，其性能直接影响到集成电路的质量和生产效率。合成石英玻璃作为石英炉管的关键材料，其高温制备与成形过程的精准控制，深度依赖于粘度特征变化，这一变化涉及微观结构松弛与宏观流动行为的内在关联。因此，本文系统综述了合成石英玻璃粘度研究涉及的多尺度模拟策略及最新进展。在微观尺度，重点评述分子动力学模拟（MD）采用的关键势函数及其预测精度，总结常用的势函数在预测二氧化硅体系结构、扩散系数和粘度的准确性与局限性，综述通过分子动力学模拟研究碱金属离子、羟基等杂质对合成石英玻璃粘度和结构松弛的影响机理的相关成果。在宏观尺度，梳理了基于有限元方法（FEM）及计算流体动力学（CFD）的仿真研究，分析了将微观模拟或实验获得的粘度模型植入模拟软件进行热加工工艺模拟的现状。本文可为后续开展合成石英玻璃中杂质扩散规律及耐高温特性的研究提供参考，为合成石英玻璃材料的高温应用提供理论基础和技术支持。

合成石英玻璃中的羟基效应：热力学、紫外透过和结构的影响

程云涛, 黄洺钧, 郭超慧, 乔昂, 陶海征

2026, 45(3):  781-786.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1129

摘要 ( 76 )   HTML ( 3)   PDF (1261KB) ( 50 )  

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羟基作为石英玻璃制备与服役过程中普遍存在的非本征组分，其浓度对石英玻璃的性能具有重要影响。本文以商用JGS1（高羟基浓度）与JGS3（低羟基浓度）高纯合成石英玻璃为研究对象，利用差示扫描量热法、变温模量测试仪、拉曼光谱及真空紫外光谱等手段，系统探究了羟基对石英玻璃结构和宏观性能的影响规律。结果表明：羟基的引入导致石英玻璃的玻璃化转变温度降低了64 K，且等压热容升高；当温度为300~1 300 K时，两类样品均表现出反常的模量升高行为，JGS1的弹性模量在300~1 300 K始终低于JGS3；拉曼光谱与真空紫外光谱表明，JGS1的三元环结构较少，且羟基的引入有效修复了缺氧缺陷，消除了163 nm处的吸收峰，导致紫外截止边蓝移了7 nm（从172 nm移至165 nm）。本工作阐明了羟基对石英玻璃热力学性能和光学性能的影响，为高性能石英玻璃的成分设计提供了科学依据。

硼硅酸盐玻璃热导率混合碱效应的结构起源探索

周群丰, 周和敏, 朱永昌, 崔竹, 乔昂, 陶海征

2026, 45(3):  787-793.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1057

摘要 ( 42 )   HTML ( 4)   PDF (1010KB) ( 49 )  

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非晶材料的热输运机制与其微观结构间的内在关联尚未阐明，尤其是微观结构变化如何调控不同振动模式（传播子、扩散子和局域子）的热输运行为，多年来这一直是凝聚态物理与材料科学领域的探索热点。本文以65.0SiO₂·5.0B₂O₃·7.5CaO·4.9MgO·xK₂O·（17.6-x）Na₂O（x=0~17.6）系列硼硅酸盐玻璃为研究对象，系统探究了钠、钾离子替换对热导率的影响及其微观结构起源。通过热导率测试，发现该系列玻璃的热导率性质呈现典型的混合碱效应，即随着钾离子逐渐取代钠离子，玻璃的热导率呈非线性下降趋势。基于Agne半经验模型，将该系列玻璃的总热导率分解为传输子和扩散子两种热振动模式，其中传播子热振动模式随着钠、钾替换基本保持不变；扩散子模式对热导率的贡献则呈现出与总热导率一致的混合碱效应。拉曼光谱的峰位和峰形演化揭示了该系列玻璃由钠、钾离子替换引起的Si—O—Si键角分布变化，结合热导物理机制阐释了该系列玻璃热导率性质混合碱效应的可能微观结构起源。

锂铝硅超薄玻璃离子交换应力演化与高速应变强度表征研究

胡伟, 田英良, 黄文泽

2026, 45(3):  794-805.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1073

摘要 ( 34 )   HTML ( 4)   PDF (1822KB) ( 29 )  

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本文针对锂铝硅（LAS）超薄玻璃在离子交换（IOX）工艺中的应力形成与松弛机制展开研究。通过构建“菲克互扩散-化学自由体积膨胀-弹性约束”耦合理论框架，推导了适用于薄板条件下的应力计算公式，系统分析了温度（380~500 ℃）与时间对表面压应力（CS）、压应力层深度（DOL）及张应力线密度（CTLD）的影响规律。结果表明：在短周期纯NaNO₃熔盐IOX过程中，CTLD呈典型“快速上升-峰值-回落”的单峰演化趋势，随着温度升高，CTLD峰值从34 000 MPa降低至27 000 MPa，这反映出扩散驱动的应力积累与自由体积耗散致应力松弛的竞争机制。基于质量增量反演获得相互扩散系数（D₀≈1.078 79×10^-12 cm²/s，E_a≈83.29 kJ/mol），并结合CTLD实测数据，建立了自由体积指数B（t）的一阶动力学松弛模型，揭示了“温度-黏度-松弛速率”的定量关系。研究表明，CTLD较传统CS/DOL更能有效地表征超薄玻璃在高速应变工况下的抗冲击性能，这为超薄玻璃强化工艺的优化提供了理论基础。

CaO对硼硅酸盐玻璃钼溶解度提升机理的研究

焦云杰, 朱永昌, 杨德博, 崔竹, 董炫疆, 王东宇, 杜瞻远, 杨雅楠

2026, 45(3):  806-812.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1037

摘要 ( 31 )   HTML ( 2)   PDF (1672KB) ( 20 )  

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高放废液中钼在玻璃中的溶解度较低，在玻璃固化过程中容易析出黄相，这不利于玻璃固化工程的安全处理处置。本文研究了不同CaO引入量对硼硅酸盐玻璃中钼的溶解能力及玻璃结构的影响，通过SEM-EDS、XRD、Raman等分析技术揭示了样品的物相组成和结构演变规律，结果表明：随着CaO质量分数增加，玻璃的宏观形貌由乳白色不透明（0%~4%）逐步过渡为趋于透明的蓝色（6%），CaO质量分数为8%时乳白色消退，10%时完全透明。微观分析表明，乳白色源于Na₂MoO₄晶体的析出，而CaO的引入显著抑制了Na₂MoO₄晶体析出，并使玻璃基体中钼的溶解度持续提升，最高可达2.8%（质量分数）。拉曼光谱进一步表明，CaO可通过解聚硅酸盐网络、促进Q³结构单元生成，为［MoO₄］^2-的容纳提供了更优化学环境。

碱土金属氧化物对BaO-Al₂O₃-SiO₂微晶玻璃微观结构和热学性能的影响

刘轶文, 刘斐然, 谢俊, 张继红

2026, 45(3):  813-823.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1135

摘要 ( 38 )   HTML ( 4)   PDF (3544KB) ( 33 )  

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微晶玻璃是固体氧化物燃料电池（SOFC）的封接材料之一，其组成对微观结构和热膨胀系数（CTE）具有决定性的影响。本文系统研究了分别采用MgO与CaO等质量替代BaO对BaO-Al₂O₃-SiO₂微晶玻璃性能的影响。结果表明，MgO或CaO的部分替代均会破坏玻璃的硅氧网络结构。同时，Mg²⁺与Ca²⁺因具有较高场强，进入玻璃网络后增强了玻璃硅氧网络外的交联强度，导致M系列和C系列微晶玻璃的玻璃化转变温度T_g由724 ℃分别升高至751和784 ℃。随着MgO/BaO质量比的增加，M系列微晶玻璃的析晶峰值温度T_p逐渐降低。同时，BaAl₂Si₂O₈的析出受到抑制，而含镁晶相的析出则得到促进。在C系列中，样品的T_p随着CaO/BaO质量比的增加呈先下降后上升的趋势，BaAl₂Si₂O₈的析出同样受到抑制，未生成其他晶相。随着碱土金属氧化物替代量的增加，M系列微晶玻璃在800 ℃时的CTE由10.43×10^-6 ℃^-1升高至11.98×10^-6 ℃^-1；C系列微晶玻璃的CTE呈波折下降趋势，除C20样品外，其余样品的CTE值均处于SOFC封接材料所需的适配范围（（9.73~11.98）×10^-6 ℃^-1）。

不同ZrO₂/TiO₂摩尔比对Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO-SiO₂玻璃结构与性能的影响

刘京陵, 程凯新, 冯晋阳, 赵修建, 马晓, 伍冬华

2026, 45(3):  824-834.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1132

摘要 ( 36 )   HTML ( 2)   PDF (3760KB) ( 25 )  

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基于Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO-SiO₂四元体系玻璃，采用ZrO₂、TiO₂复合掺入，系统研究了不同ZrO₂/TiO₂摩尔比对玻璃结构、特征温度、膨胀系数及化学稳定性的影响规律。结果表明，少量ZrO₂与TiO₂复合掺入时，Zr⁴⁺会形成Zr—O—Si键，可增强玻璃网络结构，玻璃表现出最佳的耐腐蚀性能。继续增加ZrO₂掺量，Zr⁴⁺的极化作用会引发Ti⁴⁺、B³⁺、Bi³⁺配位结构改变，玻璃网络结构被破坏，玻璃的化学稳定性出现下降。当ZrO₂完全取代TiO₂后，玻璃结构致密性及化学稳定性重新回升。

ZrO₂对Li₂O-Al₂O₃-B₂O₃微晶玻璃析晶行为及微波介电性能的影响

倪宇博, 陈志斌, 曾广, 罗琼, 陈巧, 刘佳, 李文俊, 邹澳琪, 王静, 田培静, 韩建军

2026, 45(3):  835-844.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1087

摘要 ( 32 )   HTML ( 2)   PDF (3361KB) ( 25 )  

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随着5G技术的推进，微波和毫米波频段器件对高性能介电材料的需求日益增长。本文以Li₂O-Al₂O₃-B₂O₃（LAB）体系微晶玻璃为研究对象，采用低温共烧法制备了能在超低温下烧结致密且具有优异微波介电性能的微晶玻璃，并研究了外加ZrO₂对LAB微晶玻璃析晶行为及微波介电性能的影响。结果表明：当ZrO₂掺量从0.2%（摩尔分数，下同）增至0.8%时，LAB微晶玻璃主晶相为LiBO₂，析出晶体种类和数量基本没有变化。微晶玻璃Avrami指数n为3.05~3.89，表明该体系的晶体生长机制主要为体析晶，ZrO₂的引入降低了微晶玻璃的析晶活化能。随着ZrO₂掺量的增加，LAB微晶玻璃显微结构中气孔增多，体积密度也因此而降低。当外加0.2% ZrO₂时，Z1微晶玻璃在650 ℃下烧结7 h具备良好的微波介电性能，微波相对介电常数ε_r=7.5，品质因素Q×f =16 958 GHz，该微晶玻璃是一种良好的超低温共烧陶瓷（ULTCC）候选材料。

Al₂O₃/SiO₂对Li₂O-Al₂O₃-SiO₂-MgO微晶玻璃析晶行为及力学性能的影响

贾旭赫, 赵仁龙, 张继红, 谢俊

2026, 45(3):  845-852.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1134

摘要 ( 37 )   HTML ( 3)   PDF (2692KB) ( 49 )  

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Li₂O-Al₂O₃-SiO₂-MgO微晶玻璃因优异的热学性能及力学性能备受关注，其玻璃网络结构、晶相组成及最终力学性能受到Al₂O₃/SiO₂摩尔比的显著影响。本研究采用高温熔融法制备了系列不同Al₂O₃/SiO₂摩尔比组成的玻璃样品，并通过两步法热处理工艺成功获得了系列主晶相为Li _x Al _x Si_1-x O₂的微晶玻璃。研究结果表明：随着Al₂O₃/SiO₂摩尔比增加，玻璃网络中Q³、Q⁴基团向Q¹、Q²基团转化，这一表观变化实质是由［AlO₄］增加引起的扰动所致；热膨胀系数由5.31×10^-6 ℃^-1逐渐升高至5.98×10^-6 ℃^-1，呈递增趋势；晶体微观结构从球状转变为不规则晶体，最终转变为蜂窝状；晶相从Li _x Al _x Si_3-x O₆、MgAl₂Si₄O₁₂和SiO₂转为Li _x Al _x Si_1-x O₂、MgAl₂Si₄O₁₂、LiAlSi₃O₈和SiO₂，最终转为LiAlSi₂O₆和Li _x Al _x Si_1-x O₂。力学性能测试表明，微晶玻璃的最大维氏硬度为8.89 GPa，随后的性能衰减主要归因于晶相转变及晶体微观形貌向蜂窝状的演化。

B₂O₃和Al₂O₃对MgO-Al₂O₃-SiO₂玻璃结构和性能的影响

郑伟宏, 何泽宇, 贾小艳, 阮麒, 张伟智, 王宪, 黄深熙, 陆平

2026, 45(3):  853-861.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1121

摘要 ( 28 )   HTML ( 3)   PDF (2851KB) ( 17 )  

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在集成电路向精密化、微型化发展的趋势下，具有低热膨胀系数、低介电常数的电子玻璃成为半导体封装、精密仪器基板等领域的关键基础材料。本文采用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、拉曼光谱、核磁共振（NMR）波谱、差示扫描量热（DSC）、热膨胀分析及介电性能测试（10 MHz）等方法，研究B₂O₃和Al₂O₃的引入量对MgO-Al₂O₃-SiO₂无碱低热膨胀系数玻璃网络结构、热膨胀性能和介电性能的影响。结果表明，当m（B₂O₃）/m（Al₂O₃）（质量比）从0.324增加到0.400时，玻璃网络的聚合度增加，热膨胀系数从3.68×10^-6 ℃^-1降至3.59×10^-6 ℃^-1，介电常数和介电损耗分别从5.00和2.83×10^-3降至4.90和2.75×10^-3；当m（B₂O₃）/m（Al₂O₃）升至0.485时，玻璃网络的聚合度降低，热膨胀系数回升至3.62×10^-6 ℃^-1，介电常数和介电损耗升至4.91和2.78×10^-3。而随着m（B₂O₃）/m（Al₂O₃）升至0.581时，玻璃成型过程中发生分相。因此，较合适的B₂O₃引入量为7%（质量分数，下同），Al₂O₃引入量为17.5%，m（B₂O₃）/m（Al₂O₃）为0.400，此时玻璃的热膨胀系数最低（3.59×10^-6 ℃^-1），介电常数和介电损耗分别为4.90和2.75×10^-3。

基于力敏光致荧光光谱的封接玻璃应力分布表征

李佳昊, 田英良, 赵志永, 张勇, 龚柯钱, 刘正

2026, 45(3):  862-870.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1062

摘要 ( 32 )   HTML ( 3)   PDF (2428KB) ( 31 )  

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针对不透明封接玻璃内部应力检测难及现有方法分辨率低的问题，本文提出了一种基于Cr³⁺掺杂Al₂O₃（Cr³⁺∶Al₂O₃）力敏光致荧光光谱的无损、高精度应力表征方法。通过将自制的纳米级Cr³⁺∶Al₂O₃力敏光致荧光颗粒均匀分散于铝硼硅玻璃基体，实现了同心筒状封接件玻璃径向应力的可视化定量表征，并结合微观形貌分析了裂纹形成机理。研究结果表明，Cr³⁺∶Al₂O₃颗粒在玻璃中分散均匀，具备优异的微区应力传感能力。在热膨胀系数匹配的可伐合金封接件中，玻璃全域处于压应力状态，形成了可靠的“外箍内”压缩封接结构；而在热膨胀系数失配的铜封接件中，玻璃基体主要承受拉应力，且最大拉应力区域（距界面约250 μm）与实际观测到的周向裂纹位置（距界面约300 μm）高度吻合。本工作证实了拉应力集中是导致封接失效的直接诱因，同时验证了该光谱学方法在封接玻璃微观力学行为分析与可靠性评估中的应用潜力。

Bi/Zn和B/Zn对真空玻璃激光封接用BiBZn系统低熔点玻璃结构与性能的影响

何哲, 李璟玮, 马瑄, 石丽芬, 焦金旭, 周俊洁, 王巍巍, 李常青, 王鹏, 彭寿, 李宏

2026, 45(3):  871-883.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.0961

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激光封接技术是一种高精度、高效率的现代焊接技术，具有能量密度高和可局部加热的优点。将激光封接技术应用于真空玻璃封接，可有效解决传统整体加热封接技术给真空玻璃带来的基板退钢化问题。本文基于激光封接技术，以Bi₂O₃-B₂O₃-ZnO（BiBZn）三元系统玻璃为研究对象，研究了Bi/Zn、B/Zn对BiBZn系统低熔点玻璃结构与性能的影响，得到了一种适用于激光封接真空玻璃的无铅低熔点玻璃粉。无铅低熔点玻璃组分为40.0Bi₂O₃-32.5B₂O₃-27.5ZnO，热膨胀系数为100×10^-7 K^-1（50~250 ℃），与钠钙硅基板玻璃热膨胀系数较匹配（92×10^-7 K^-1，50~250 ℃）；玻璃软化温度为388 ℃，具有较好的流动性，适用于真空玻璃的激光封接。在激光功率为36 W、脉宽为20 ns的工艺条件下，封接层无晶体析出，封接强度为3.67 MPa，高于一般水平（2 MPa）。

耐压视窗玻璃材料体系及性能研究

王浩枫, 廖其龙, 竹含真, 王衍行, 李现梓, 杨鹏慧, 田昊东, 祖成奎

2026, 45(3):  884-893.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.0943

摘要 ( 25 )   HTML ( 2)   PDF (1664KB) ( 14 )  

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耐压视窗玻璃的性能及其物理钢化效果因材料体系不同而存在显著差异。本文以钠钙硅玻璃、无碱铝硅玻璃、3.3硼硅玻璃及4.0硼硅玻璃四种典型耐压视窗玻璃为研究对象，测试了四种玻璃热学和力学的基本性能，根据拉曼光谱和核磁共振谱分析阐释了四种玻璃性能差异的结构原因，依据黏温特性及热学和力学性能研究了四种玻璃提升强度的物理钢化机制。研究发现：在成分上，钠钙硅玻璃因高碱金属和碱土金属氧化物含量形成断键网络；在结构上，无碱铝硅玻璃出现［AlO₄］、［AlO₅］结构，硼硅玻璃出现［BO₃］、［BO₄］结构。成分与结构的共同因素导致四种玻璃三维网络结构存在差异性，进而影响了它们的性能。在性能上，钠钙硅玻璃和无碱铝硅玻璃在钢化温度至转变温度区间内黏度的变化更剧烈，且具有更高的弹性模量与热膨胀系数，故能形成更高的表面压应力，强度提升显著。研究结果对于耐压视窗玻璃的研制开发具有指导意义。

高静水压作用下观察窗玻璃应力分布及强度设计

王浩枫, 何坤, 周鹏, 刘小根, 祖成奎, 曹大可, 田昊东, 杨鹏慧

2026, 45(3):  894-902.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1093

摘要 ( 24 )   HTML ( 2)   PDF (2215KB) ( 11 )  

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避免观察窗玻璃破裂事故发生，是确保相关精密或特种装备系统结构安全可靠的重要保障之一。基于理论、试验及ANSYS数值模拟软件，分析了圆形及条形观察窗玻璃在高静水压作用下的应力分布特征、影响因素及失效模式。结果表明，圆形及条形观察窗玻璃最大拉应力均分布于非承载面的板中心部位，且在边缘夹持部位的内边缘处集中分布剪切应力，观察窗玻璃破裂由拉应力、剪切应力或拉-剪复合作用引发。随着边缘搭接宽度的增大，观察窗玻璃最大拉应力线性减小。在相同条件下，观察窗玻璃的最大拉应力值随其厚度的增大而不断减小，且随静水压力值的增大而线性增大。本文给出了考虑玻璃材料强度离散性和载荷作用时间的观察窗玻璃强度设计方法，为指导观察窗口玻璃材料选择、结构安全设计提供技术参考。

基于裂纹起源控制的钠钙硅酸盐玻璃动态裂纹扩展指数测定研究

张金龙, 周和敏, 田昊东, 户云婷, 徐驰, 乔昂, 陶海征

2026, 45(3):  903-910.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1120

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亚临界裂纹扩展（SCG）是引发玻璃材料在服役条件下出现疲劳行为（即强度退化）与寿命缩短的核心机制，而动态裂纹扩展指数n是表征材料抗SCG能力的重要参数。现有文献中报道的n值测定过程参数不统一，导致测定结果离散性大，目前相关的影响机制尚不明晰。基于该现状，本研究以钠钙硅酸盐玻璃为对象，通过调控维氏压痕载荷制备不同形态的预制缺陷，分析了缺陷形态对裂纹起源及n值测定数值的影响。结果表明：低压痕载荷（0.196 N）作用仅引发局部致密化为主的形变，无法诱发尖裂纹的形成，这导致断裂的起源点随机，无法获得本征n值。当压痕载荷提高至2.940 N时，尖裂纹可稳定预制，断裂的起源位置能被有效控制；该条件下测得n值为31，接近文献报道的上限值（35）。该结果可能与本研究采用较高的应力加载速率，从而削弱了应力腐蚀效应，以及预制缺陷时引入的残余应力等因素相关。该工作为无机脆性硅酸盐玻璃n值测试过程中预制缺陷的规范化提供了试验和理论依据。

新型功能化玻璃

掺杂型近红外屏蔽节能玻璃研究进展

杨光, 李江源, 周岱琪, 张萌, 高彦峰

2026, 45(3):  911-919.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1059

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全球能源危机与“双碳”目标推动节能材料向高效化、长寿命方向发展。在建筑与交通领域的能耗损失中，窗玻璃传热占比超50%，开发高性能节能玻璃成为关键。传统有膜节能玻璃（如Low-E镀膜玻璃、钨青铜（M _x WO₃）贴膜玻璃等）虽能实现近红外（NIR）屏蔽，但存在涂层易老化、附着力差、工艺复杂及成本高等局限，难以满足长期稳定应用需求。掺杂型节能玻璃通过将功能离子（如亚铁离子Fe²⁺）或功能单元（如M _x WO₃）均匀分散于玻璃基体，实现玻璃本体功能化，兼具高可见光透过、宽波段NIR强屏蔽、优异稳定性及低成本制备等优势。本文系统综述了掺杂型节能玻璃的研究进展，聚焦于Fe²⁺掺杂与M _x WO₃掺杂两类体系。最后展望了掺杂型节能玻璃的发展方向，提出需进一步优化组分设计以适配浮法生产工艺，并拓展其在汽车玻璃、建筑幕墙等多场景的应用，为高效节能玻璃的工业化应用提供参考。

超声速长波红外窗口用钙镧硫透明陶瓷研究进展

杨曦, 赵华, 刘永华, 韩滨, 何坤, 周念希, 马仕月, 韩彤钰, 周鹏

2026, 45(3):  920-929.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1139

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红外窗口作为超声速飞行器光电系统的核心部件，其极端服役环境对材料的红外透过性、热稳定性和机械强度提出了严苛要求。钙镧硫（CaLa₂S₄）透明陶瓷凭借宽红外透射波段（8~12 μm）、优异抗雨蚀性及力学性能，成为继氧化物陶瓷、氟化物、ZnS/ZnSe等传统红外材料后的新兴候选材料。本文首先阐述了CaLa₂S₄陶瓷拥有优异性能的原因，然后重点综述了国内外红外透明陶瓷CaLa₂S₄在粉体制备、烧结工艺及成分设计方面的研究进展，分析了热压烧结、放电等离子烧结和热等静压烧结等制备工艺对红外透明陶瓷CaLa₂S₄光学性能和力学性能的影响，并深入探讨了CaLa₂S₄陶瓷烧结过程中的硫损失问题。然而，相较国际先进水平，我国在CaLa₂S₄陶瓷大尺寸构件近净成形、高温硫挥发控制等方面仍存在差距。未来需集中攻克高透过率CaLa₂S₄透明陶瓷的规模化制备、热-力-光性能协同优化及极端环境服役验证等难题，推动CaLa₂S₄陶瓷在超声速飞行器领域的工程化应用。

高耐候长波红外增透保护薄膜研究进展

宋佳田, 吴跃凤, 韩梦晴, 李泳祺, 李浩, 赵凡, 马飞龙, 王忆霖, 金扬利, 陈玮, 刘永华, 韩滨

2026, 45(3):  930-945.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1126

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高质量红外探测与传感系统在军事和社会生活中需求迫切。为改善长波红外光学窗口基材的光学与机械性能，提高长波红外系统的探测精度和环境耐候性，光学窗口表面增透保护薄膜的设计制备技术逐渐成为了红外技术领域的研究热点之一。本文基于近年来红外增透膜与增透保护膜的研究进展，概述了常用长波红外窗口镀膜基材和膜层材料特性，系统介绍了国内外针对长波范围的红外光学窗口表面增透保护薄膜的研究进展，归纳了膜层结构的设计方法及常用的制备手段，并展望了高质量长波红外增透保护薄膜设计制备领域的未来发展。

氧化铌对玻璃和微晶玻璃结构、光学性能和电学性能的影响

马俊艺, 芦建超, 王宏妮, 师彦春, 郭爱民, 郑秋菊

2026, 45(3):  946-960.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1105

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氧化铌（Nb₂O₅）作为一种结构独特、性能卓越的功能性氧化物，在推动新一代高性能玻璃与微晶玻璃发展方面展现出巨大潜力。本文系统综述了含铌玻璃与微晶玻璃的最新研究进展。首先，深入解析了Nb⁵⁺在不同玻璃基质（如硅酸盐、碲酸盐、磷酸盐）中的配位状态与网络角色演变规律，揭示了场强匹配原则、电荷补偿机制等对热稳定性、化学耐久性的构效关系。其次，重点评述了Nb⁵⁺在提升折射率、增强三阶非线性光学响应及优化稀土离子发光方面的协同调控机制，揭示了Nb—O—RE键合拓扑对局域晶体场的剪裁效应。进而，详细探讨了基于玻璃态结构遗传性的析晶动力学，以及飞秒激光诱导结晶技术在实现LiNbO₃铁电晶相三维图案化、亚微米精度方面的革命性突破，阐明了激光诱导Marangoni对流驱动周期性自组织的物理机制。最后，展望了含铌玻璃和微晶玻璃领域在跨尺度计算设计、新材料体系探索及多功能集成器件等方向的未来发展趋势，旨在为含铌玻璃和微晶玻璃的深入研究与创新应用提供参考。

高模量玻璃纤维的研究进展

魏耀澎, 伏建浩, 钱兆青, 何冉, 曹毅, 卢亚东, 马天琛, 康俊峰

2026, 45(3):  961-973.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1102

摘要 ( 25 )   HTML ( 3)   PDF (3492KB) ( 20 )  

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高模量玻璃纤维具有高强度、耐高温、耐腐蚀及优异的抗冲击和电绝缘等特性，是风电叶片、新能源汽车和航空航天等领域的核心增强材料。本文综述了高模量玻璃纤维的发展历程、典型产品及其性能特点，探讨了其微观结构特征与宏观模量之间的内在关联机制；阐述了高模量玻璃纤维组成的演变趋势，铝硅酸盐玻璃体系中避铝原理的适用条件，以及高配位铝、三簇氧等结构单元对弹性模量的影响；梳理了弹性模量的理论基础与多种计算模型，包括经典的Makishima-Mackenzie（M-M）模型、分子动力学模拟、拓扑约束理论及其修正方法，并引入机器学习探讨了其在成分设计与性能预测中的作用。

玻璃着色机理及其在光学元件中的应用

黄永刚, 李莞林, 石攀, 焦朋, 独雅婕, 王云, 付杨, 褚淼, 张洋, 贾金升

2026, 45(3):  974-993.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1145

摘要 ( 31 )   HTML ( 3)   PDF (2244KB) ( 27 )  

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玻璃着色是光与无序网络相互作用的结果，受成分、价态、局域结构、纳米相及缺陷态多尺度耦合控制。本文在梳理传统经验分类的基础上，系统归纳离子、分子、胶体、色心及结晶等主要着色机制，阐明玻璃基体酸碱性、氧化还原条件与微观结构对吸收峰位置和色度的调控规律；从光场、热场、电化学场及高能辐照四类外场出发，讨论曝光感光过程、电致变色、热诱导纳米晶与胶体、辐照色心演化等过程的时程特征与可逆性；结合透镜表层黑化、光纤传像吸收层制备、滤光与彩色光学玻璃选型等案例，分析色度均匀性、高温辐照稳定性等工程瓶颈。最后本文展望了着色玻璃的演进方向：结合机器学习与大数据进行配方与工艺的快速反演设计；加强与超表面制造、半导体量子点等技术的交叉融合，使着色玻璃从单一显色材料转变为光学调控、显示与感知一体化的多功能智能载体。

玻璃基中子剂量检测材料研究进展

郑睿鹏, 李世欣, 聂思悦, 龚柯钱

2026, 45(3):  994-1005.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1201

摘要 ( 14 )   HTML ( 2)   PDF (1660KB) ( 7 )  

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随着先进核能系统、医疗中子治疗及核安保需求的不断提升，对中子剂量检测材料的灵敏度、稳定性和工程可加工性提出了更高要求。玻璃基剂量检测材料因成分可设计性高、化学稳定性好、辐照耐受性强且易于制备成块体、薄片或光纤等形态，在复杂中子场中的剂量测定领域展现出独特优势。本文系统梳理了中子与物质的相互作用机制及核裂变、核反冲、核活化与核反应等典型探测方法，总结了硼硅酸盐、锂硅酸盐、磷酸盐玻璃及稀土掺杂玻璃等多类材料在组成结构、缺陷中心形成机制、剂量响应特性及应用性能方面的研究进展。重点分析了¹⁰B与⁶Li俘获反应驱动的色心与载流子陷阱机制、Ce³⁺/Tb³⁺等稀土离子在闪烁过程中的能量转换路径，以及不同玻璃网络结构对辐照稳定性和剂量灵敏度的影响。在此基础上，进一步讨论了玻璃基中子剂量材料在高灵敏测量、光纤化探测与宽能区响应等方向的潜在优势及未来发展趋势，有望为下一代高性能中子剂量检测材料的结构设计与工程化开发提供参考。

复合光纤界面残余应力研究进展

付文浩, 黄永刚, 孙诗兵, 焦朋, 金晓冬

2026, 45(3):  1006-1017.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1067

摘要 ( 17 )   HTML ( 2)   PDF (3048KB) ( 16 )  

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在光纤制备过程中，芯层与包层材料参数差异及冷却速率、拉制速度等工艺因素，导致界面产生残余应力，该应力对光纤的光学性能和服役寿命具有重要影响。本文围绕光纤界面残余应力问题，系统综述了近年来基于理论计算、数值模拟和物理模拟等方法在冻结残余应力、热致残余应力和机械残余应力的形成机理与影响后果方面的研究进展，并对光弹性法、微拉曼光谱法和布里渊散射法等界面残余应力表征技术进行了总结与分析，旨在为高性能光纤的制备及界面残余应力的精确调控与表征提供参考。

SrBiB微晶玻璃制备及其性能调控研究

龚非凡, 王君, 吴渊, 高盛楠, 王觅堂

2026, 45(3):  1018-1030.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1122

摘要 ( 17 )   HTML ( 2)   PDF (5986KB) ( 13 )  

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本文系统研究了不同热处理条件下SrO-Bi₂O₃-B₂O₃（SrBiB）微晶玻璃及其稀土掺杂上转换体系的光催化性能。结果表明，35SrO-25Bi₂O₃-40B₂O₃经两步热处理后在180 min表现出最优的亚甲基蓝（MB）降解效率（93%）与反应速率常数（0.008 63 min^-1），这主要归因于其较窄的带隙及玻璃基质中Bi₆B₁₀O₂₄晶体的均匀分布。进一步在 SrBiB 微晶玻璃中引入 Yb³⁺/Tm³⁺，并通过两步热处理结合 HCl 化学刻蚀，成功构建了具有核壳结构的微晶玻璃。XRD、SEM、TEM 等表征结果表明，刻蚀后样品表面形成片层花状结构，且随着刻蚀时间延长，上转换发光强度逐渐增强，比表面积显著提高。光催化性能测试表明，HCl刻蚀30 min后的样品在全光谱与近红外光照下均表现出最优异的降解性能（210 min 降解率分别为 80%与 63%），这主要得益于其增强的可见-近红外光吸收能力、有效的载流子分离及核壳结构与表面缺陷共同促进的活性位点暴露。本研究为设计具有宽光谱响应的高效上转换光催化剂提供了新思路，并在近红外光驱动的废水处理等领域展现出良好的应用潜力。

基于TGV的3D封装光纤微通道制备技术研究

马西响, 于长江, 李宁, 孙浩瑞, 王梓舟, 刘浩然, 明玥彤, 任宏宇, 王三昭

2026, 45(3):  1031-1037.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1094

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为突破传统激光打孔等技术在玻璃基阵列通孔制备中存在的热损伤、孔形差、开孔密度低等局限，并满足光电子器件3D封装对高精度互联载体的需求，本文开展基于通孔玻璃（TGV）的3D封装光纤微通道制备研究。选用特种芯、皮玻璃光纤原料制备光纤预制棒，经拉丝、排棒排板、热压成型及酸蚀等工艺，制备光纤微通道阵列。研究表明，该技术热影响极小，通过工艺参数调控可将光纤单元的孔径偏差精准控制在±1 μm内，使光纤在酸蚀后可形成无锥度直通孔结构，有效提升了开孔密度与深径比一致性。该工艺为3D封装领域光电互联提供了兼具高精度与低成本解决方案，对推动光电子器件3D封装技术的集成化发展具有重要意义。

丙三醇对硅酸钾凝胶发泡性能的影响

张康, 徐磊, 张凡, 何坤, 苏诗戈, 于常胜, 范亮亮, 徐宁, 祖成奎

2026, 45(3):  1038-1046.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1004

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硅酸钾凝胶兼具室温下的高透光性与高温下的发泡特性，这使其成为复合防火玻璃夹层材料的理想选择。凝胶发泡体的性能参数是表征硅酸钾基复合防火玻璃隔热性能的关键指标。本文采用阿基米德法计算凝胶发泡体的气孔率，通过Turbiscan Lab Expert、热流法、TG-DSC等测试方法，研究了丙三醇含量对硅酸钾凝胶发泡性能的影响。结果表明：丙三醇含量在10%~20%（质量分数）时，凝胶发泡体的膨胀体积相对较小，同时气孔率较高；丙三醇含量为15%时，凝胶发泡体开始出现碳化有机物相的分离，表面易产生开气孔；丙三醇含量为20%时，凝胶发泡体出现严重的碳化有机物相分离，发泡效果比较差，厚度膨胀倍率仅约4倍。综合比较，丙三醇含量为10%时，硅酸钾凝胶膨胀层体积膨胀倍率为13.62倍，复合防火玻璃的耐火完整性失效风险性小，气孔率为92.23%，且发泡相貌均匀致密，导热系数增高不明显，隔热性能与发泡性能最优。

玻璃绿色智造

放电等离子体烧结制备玻璃与微晶玻璃研究进展

刘爽, 纪园梦, 秦泽瑜, 关波涛, 李蕾, 李卫洁, 汪庆卫, 丁林锋, 周蓓莹, 王连军

2026, 45(3):  1047-1061.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1044

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放电等离子体烧结（SPS）凭借快速升温、短时致密化和外压辅助等工艺优势，已成为低温制备玻璃与微晶玻璃的重要方法。本文综述了SPS在玻璃与微晶玻璃制备中的最新研究进展，重点梳理了纳米粉体、微米级玻璃粉、微米级微晶玻璃粉、分子筛及金属有机框架（MOFs）等不同原料在烧结行为与性能调控方面的差异与共性；进一步讨论了温度、压力与升温速率等工艺参数对结构形成和最终性能的影响，并展望了SPS在高性能玻璃与微晶玻璃制备中的潜在应用前景。

玻璃光学元件精密模压发展现状

张宝东, 赵华, 刘永华, 韩滨, 何坤, 马仕月, 韩彤钰, 陈倩, 杨曦, 陈昊然, 祖成奎

2026, 45(3):  1062-1073.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1140

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为适应现代光学系统对非球面光学元件大批量、低成本、高精度的制造要求，精密模压成型技术已成为实现该类光学元件快速制造的重要工艺路径。本文系统梳理了玻璃光学元件精密模压成型技术的发展现状，重点阐释了其基于黏弹性变形的成型机理与工艺流程，分析了适用于描述玻璃高温力学行为的黏弹性本构模型及其时温等效特性。同时，本文深入探讨了有限元仿真在模压工艺优化中的应用，包括加热时间、模压温度、模压速度等关键参数的模拟分析，以及冷却过程中残余应力、折射率分布与面形收缩的预测与控制方法。最后，对精密模压成型技术在模具材料、仿真建模与工艺控制等方面的未来发展趋势进行了展望。

融合CBAM机制的ResNet34模型用于电子基板玻璃热工缺陷分类研究

曹志强, 李苑, 金良茂, 于浩, 曹欣, 刘涌, 韩高荣

2026, 45(3):  1074-1082.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1071

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电子基板玻璃是信息显示产业的关键基础材料之一。近年来信息显示产业向大尺寸、超高清和轻薄化发展，对电子基板玻璃的质量提出了更高的要求。本文针对电子基板玻璃热工缺陷尺寸小、相似度高、识别难度大的问题，以深度残差网络模型（ResNet34）为主体框架，引入卷积块注意力模块（CBAM）增强对小目标缺陷的感知能力。结果表明，基于自建的六类典型热工缺陷数据集，融合CBAM机制的ResNet34模型的分类准确率从95.74%增至98.08%，同时泛化能力得到明显提升。可视化分析比较表明，CBAM机制对缺陷识别能力的提升来自对缺陷的准确定位。以上结果为电子基板玻璃热工缺陷的在线智能检测提出了一种可行方案，也可作为其他小目标分类的参考。

低碳玻璃配方对玻璃熔制过程及CO₂排放的影响

刘晨宇, 张文露, 李从云, 曾健华, 李路瑶, 韩建军, 王静

2026, 45(3):  1083-1093.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1124

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玻璃熔制过程能耗高、碳排放量大，原料中碳酸盐的分解与燃料燃烧是主要碳排放来源。为探究从原料端减碳的可行途径，本文基于固定的目标氧化物组成，采用热重-差示扫描量热分析法结合高温熔融实验，研究传统配方、两种减碳配方及掺50%（质量分数）碎玻璃配方，共4组配方的反应热、熔化行为和CO₂排放。结果表明，以硅酸钙替代传统原料中的碳酸钙并配合NaOH作为高效助熔剂的配方节能降碳协同效益最显著，理论总热耗较传统配方降低约21.1%，总CO₂排放量减少65.4%。掺入50%碎玻璃可使熔化温度较传统配方降低50 ℃并减排37.1%，但减碳潜力受限于残余碳酸盐。若以硅酸盐代替碳酸盐而未配高效助熔剂，则因熔化温度升高导致能耗上升34.7%。研究表明，引入硅酸盐代替碳酸盐并加入高效助熔剂是玻璃工业源头减碳的有效途径，通过明确低碳原料体系对应的熔化温度与热耗水平，为原料配方设计及玻璃生产工艺制度优化提供了理论依据。

等离子体改性对锂铝硅玻璃-聚氨酯界面粘接性能的影响

胥爽, 徐驰, 田昊东, 拾润琪, 祖成奎

2026, 45(3):  1094-1104.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1149

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锂铝硅玻璃与聚氨酯胶片之间的界面粘接性能直接影响航空透明件的结构安全性与服役可靠性，等离子体表面改性是增强界面粘接性能的有效途径。本文对锂铝硅玻璃表面进行不同速率下的等离子体表面改性，采用静态接触角测量、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对表面改性效果进行表征，并通过剥离实验定量评估界面粘接强度。此外，结合湿热老化与紫外辐照实验，对粘接界面的环境稳定性进行了评估。结果表明，等离子体表面改性速率为5 mm/s时，玻璃表面能的极性分量提升至42.87 mN/m，表面形成均匀的纳米级粗糙形貌，含氧官能团含量在此条件下达到峰值，表面改性取得了最为理想的效果。锂铝硅玻璃与聚氨酯胶片复合后仍保持较高的可见光透过率和较低的雾度，界面剥离强度达到23 620 N/m。经湿热与紫外环境老化后，该参数下改性的界面同样表现出最优的稳定性，性能衰减程度最低。通过控制等离子体表面改性速率可有效调控锂铝硅玻璃的表面能状态与化学组成，从而显著增强其与聚氨酯的界面粘接性能，研究结果对航空透明件材料界面的可靠性设计与工艺优化具有指导价值。

评述广角

绿色工程设计新范式，开启玻璃产业的绿色智能蝶变

薛于平, 官敏, 王少波, 于涛, 安逊, 常郑

2026, 45(3):  1105-1108.  doi:10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2025.1119

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围绕玻璃制造业的低碳需求开展智能化转型，提出以绿色工程设计新范式为核心的系统性解决方案。针对当前行业面临的能耗高、协同效率低、运维粗放等挑战，构建覆盖物料库、工程设计、协同管理与运维服务的全生命周期数字化体系。实践表明，该范式可显著提升设计效率、工程质量与能源绩效，为玻璃工业绿色化、智能化转型提供可行路径。