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玻璃的结构是玻璃科学中的一个基本问题。长期以来围绕着玻璃的结构做了大量的研究，然而迄今为止对于玻璃的结构也没有一个完全统一的共识。硫系玻璃作为一种典型的共价型玻璃，其中程有序结构仍然存在很多争论，对于硫系玻璃结构单元之间的连接情况仍然模糊不清，需要对此做进一步的研究。此外，硫系玻璃作为一种优良的红外材料，其应用受到自身热机械性能差的限制，通过可控析晶将玻璃陶瓷化是解决这一问题有效途径之一。 本文采用一种新方法研究了Ge-Sb-S三元体系的微观结构，通过研究玻璃样品的Raman光谱、Tg随组成的变化规律以及激光烧蚀后玻璃的晶化行为获得了Ge-Sb-S玻璃的中程有序结构以及纳米相分离的信息。同时为了获得红外透明的硫系玻璃陶瓷，研究了Ge-Sb-S、Ge-Sb-Ga-S以及Ge-In-S玻璃的热处理析晶行为及相应玻璃陶瓷的物化特性，得到了以下结论: (1)利用拉曼光谱、DSC热分析以及激光烧蚀后的晶化行为，研究了Ge-Sb-S体系玻璃的网络结构。对于符合化学计量比的(100-x)GeS2-xSb2S3体系，其玻璃网络结构随组成变化的阈值点位于x=40和x=50处。当x≧40时，[GeS4]四面体之间没有连接，被[SbS3]完全隔离开来，当x=≧50时，四个[SbS3]单元会聚集到一起，此时激光烧蚀样品后会析出Sb2S3晶体;在非化学计量比的(100-x)GeS2.5-xSb体系中，结构的阈值点发生在x=25处。当x＞25时，Sb原子链将发生聚集形成Sb富集的纳米相分离，此时激光烧蚀样品会析出Sb晶体;在另一个非化学计量比的(100-x)Sb2S5-xGe体系中，当x＞50时激光烧蚀样品会析出Sb晶体。通过研究还获得了GeS2-Sb2S3和GeS2.5-Sb玻璃体系的中程有序结构和纳米相分离的结构模型。该研究提供了一种新方法来研究玻璃的中程结构以及纳米相分离等玻璃结构信息。 (2)研究了引入Ga之后的Ge-Sb-S玻璃的热处理晶化行为。通过将组成为45GeS2·30Ga2S3·25Sb2S3玻璃进行适当的热处理制得了含有Ga2S3晶体的红外透明玻璃陶瓷。与基础玻璃相比，所获得的玻璃陶瓷在热稳定性上得到了极大的提升。研究结果表明Ga的引入有利于实现玻璃的可控析晶。 (3)研究了GeS2-In2S3玻璃体系的热处理晶化行为，发现该体系中所有配比的玻璃在热处理之后都会析出In2S3晶体。在组成为80GeS2·20In2S3的玻璃中实现了可控析晶，获得了热机械性能增强的红外透明的硫系玻璃陶瓷。研究还发现将80GeS2·20In2S3玻璃在Tg+30℃热处理只会析出In2S3晶体，第二相GeS2晶体的析出受到抑制。此外，在组成为65GeS2·25In2S3·10CsCl的硫卤玻璃中也得到了类似结果:在Tg+10℃的温度进行热处理之后只析出β-In2S3晶体;而当在Tg+70℃进行热处理则会析出β-In2S3和GeS2晶体，导致样品红外失透。 (4)基于Ge-Sb-S、Ge-Ga-S和Ge-In-S不同的晶化行为，分析了玻璃的网络结构与晶化行为之间的关系。不管是激光烧蚀晶化还是热处理析晶，组成晶体的结构单元所需要的原子在玻璃网络结构中聚集到一起是可以析出该种晶体的必要条件。