微晶玻璃是将加有成核剂（个别可以不加）的特定组成的基础玻璃在一定温度下进行热处理而获得的既含一定晶相又含玻璃相的材料。

微晶玻璃由于其独特的结构和性能，使它集中了玻璃、陶瓷材料的优点。与质点无序排列的玻璃相比，微晶玻璃结构中存在一定量的有序区域（如几个分子大小），我们把这种区域称之为微晶体。由于微晶体是从母体玻璃中原位生成，且其颗粒细小，有颗粒增强的效果。因此，微晶玻璃比玻璃具有更优良的机械性能。微晶玻璃中不同晶相有不同的膨胀系数，利用这一特性我们可以获得不同膨胀系数的微晶玻璃材料。微晶玻璃中微晶体类型和微晶体大小可以通过核化-晶化条件来控制，当晶粒小于80纳米或者析出晶相且与母体玻璃组成相近时，就可获得透明微晶玻璃^[18]。

对透明晶体和透明陶瓷材料的研究现状分析可以看到,晶体材料存在制备条件苛刻、难于获得大尺寸制品、组成范围窄、受杂质影响大以及难于通过组成和工艺控制对材料性能进行“剪裁”和优化等问题,其发展受到一定程度的限制。透明陶瓷材料则存在原料纯度要求高、制备设备要求高、气孔难于排除、杂质影响大等问题^[1-5]。

由于透明微晶玻璃具有能透光，高的机械强度以及热膨胀系数可控等特性，在航空航天、电子材料、激光灯领域有着广泛的用途，例如：防弹防火微晶玻璃、装在光纤中继器上的微晶玻璃和替代传统透明陶瓷的高结晶、高可见—红外光透过率的透明微晶玻璃^[10-12]。其中由于Nd³ 离子因具有吸收系数大、吸收带较宽、荧光寿命长、荧光分支比大、能量集中及易于实现室温下的激光等特点,使得掺Nd³ 离子的激光材料成为当前的研究热点^[6-10]。

本研究采用将基础玻璃进行微晶化处理的方法来制备透明微晶玻璃材料，可望克服晶体材料和透明陶瓷材料开发研究中存在的一些主要问题,研制出具有优异光谱和激光性能的透明微晶玻璃,在保证其机械稳定性的基础上,采用简单的制备工艺,制备具备良好光学性能的钕掺杂透明尖晶石微晶玻璃。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

1. 确定玻璃基本组成，熔融法制备铝硅酸盐基础玻璃及钕掺杂基础玻璃，探索合适的制备透明微晶玻璃的工艺制度；

2. 研究热处理工艺制度变化对微晶玻璃析晶的影响；

3. 通过扫描电镜观察微晶玻璃样品的微观形貌，研究不同稀土掺杂量对晶体生长的影响；

4. 对稀土掺杂微晶玻璃透过率、荧光性能进行分析。

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