1. 研究目的与意义（文献综述）

玻璃材料在高温下的粘度特性，是反映玻璃及其熔体的动力学性质及玻璃强弱性的重要参数之一。在氧化玻璃中存在一些玻璃形成能力很弱的体系，如cao-al2o3二元体系，因其熔点tm高且易析晶，传统的熔融冷却方法只能在极窄的成分变化范围内研究其玻璃性质。

玻璃形成体从高温熔融态冷却到过冷态的过程中，如果选择一个合适的降温速率，玻璃形成体将会穿过析晶区域并最终形成玻璃，同时，其粘度将发生几个数量级的剧增，通常将达到1012pa·s。为了描述液体的动力学特性，agell提出了通过脆性指数m将液体分为“强”和“弱”的分类方法，脆性指数m值大表示液体是弱的，而强的液体具有相对小的脆性指数。

对于大部分的玻璃形成体，mauro-yue-ellison-gupta-allan (myega)方程能够同时对在趋近于熔点(tm)的高温段和靠近玻璃转变温度(tg)的低温段的粘温特性曲线进行很好的拟合，这说明对于这一玻璃形成体，在玻璃转变处的单一的m值就足以描述其平衡动力学特性。然而，有人发现存在一些玻璃形成体在冷却过程中，并没有展现出典型的强或弱的单一的动力学特性，而是展现出一种由弱液体到强液体的转变，称为强弱转变。对于在冷却过程中存在强弱转变一的液体，myega方程只能对高温段的粘度或者对低温段的粘度进行拟合，而不能同时对这两段的粘温特性进行良好的拟合。也就是说，这些玻璃形成体在从熔点冷却到玻璃转变温度的过程中，经历了一个从弱液体到强液体的转变。在这个过程中，最奇妙的现象是过冷液体在动力学上发生巨大改变的同时，并没有热力学转变的发生，而在这一突变的过程中，还伴随着几乎观察不到的结构转变。因此，揭示玻璃转变过程中究竟是什么引起了这一动力学参数（m参数）的改变，其变化速率如何，并由此建立一个模型来研究这一转变的微观机制，对于玻璃科学来说具有非常重要的意义。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

研究玻璃形成体在高温区(tm附近)和低温区(tg附近)的动力学特性，探究其在玻璃转变过程中存在的强弱转变的微观机理。通过高温熔融法合成含al、ca等混合阳离子的玻璃样品，对所得到的样品进行相应的切割和抛磨得到测试所需要的样品。对样品进行综合热分析、密度、结构、硬度等系统表征和分析，探索高温区(tm附近)和低温区(tg附近)的动力学特性，并分析其结构起源。

3. 研究计划与安排

1-3周：文献阅读，阅读玻璃转变相关文献，了解氧化物玻璃在玻璃形成过程中的强弱转变及其制备方法，完成初步的实验计划，并准备相关的实验条件；

4-8周：氧化物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,characteristic temperatures of enthalpy relaxation in glass, j.non-cryst.solids, 2008,354:1112-1118.

[2]barrat j l,badro j,gillet p.a strong to fragile transition in a model of liquid silica[j].molecular simulation,1997,20(1-2):17-25.

[3]o.n.koroleva,l.a.shabunina,v.n.bykov,structure of borosilicate glass according to raman spectroscopy data,glas.ceram.2011,67:340–342.