王 琰，高运周，陶海征，顾少轩

(1．武汉理工大学，硅酸盐建筑材料国家重点实验室，武汉 430070；2.四川神光石英科技有限公司，绵阳 621700)

0 引 言

铝酸钙(CaO-Al2O3)玻璃光学性能良好，红外截止波长可达6 μm，是红外窗口和光存储等多个领域的理想材料之一[1-2]。然而，铝酸钙熔点高，熔体冷却过程中极易析晶，传统熔融淬冷法制备的铝酸钙玻璃组分范围极窄[3]。与传统熔融淬冷法相比，激光加热气动悬浮技术可以提供高达3 000 ℃以上的温度，同时可有效避免容器壁与样品接触导致的非均匀成核，有效拓展了铝酸钙玻璃的成玻区间[4-5]。武汉理工大学研究团队[5]采用激光加热气动悬浮技术成功制备了系列铝酸钙玻璃，并表征了其黏温关系等热物理特性。

玻璃作为一种高硬易碎材料，在实际应用中存在许多问题，如何有效提高玻璃的抗碎裂性而不损害玻璃的高硬度是该领域亟待解决的一个科学难题。Januchta等[6]研究了Li2O-Al2O3-B2O3玻璃的抗碎裂性，发现在施加载荷过程中铝和硼都可以通过配位数的改变来消耗部分载荷，进而有效提高玻璃的抗碎裂性；Ke等[7]研究了MgO-Al2O3-SiO2玻璃的力学性能，发现施加载荷过程中镁和铝配位数的变化有效耗散了冲击载荷，玻璃的抗碎裂性显著提高。随着键能密度的增加，玻璃的硬度也同时提高。在铝硅酸盐玻璃中，铝一般作为网络中间体存在，而在铝酸钙玻璃中，铝是唯一的网络形成体。因此探究铝酸钙玻璃硬度和抗碎裂性的结构起源对阐明铝作为网络形成体时的作用具有一定的科学意义。……