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玻璃具有短程有序、长程无序的复杂非晶态结构特征，因而其结构研究和性能的定量设计受到了极大的限制。近年来发展起来的拓扑束缚理论有助于深入研究影响玻璃性能的拓扑和微观结构根源，可以为新型高性能玻璃的设计提供可靠的理论基础。目前，基于温度的拓扑束缚理论已经成功应用于玻璃结构与性能的研究中，为玻璃的结构研究与性能的计算提供了新的途径。在玻璃结构方面，本课题通过固体核磁结构表征研究了Al2O3对钠硅磷玻璃系统结构的影响，同时建立了碱金属硼磷酸盐玻璃系统的结构模型。在拓扑束缚理论方面，本课题研究了中间体氧化物(Al2O3)和网络修饰体氧化物（Li2O、Na2O和CS2O）的结构束缚单元对磷酸盐玻璃刚性、玻璃化转变温度（Tg）和压痕硬度（Hv）的作用，取得的主要成果如下: (1)通过27Al、29Si和31P固体核磁共振谱对含有Si(6)结构的钠铝磷硅玻璃系统的微观结构进行了表征，研究表明Al2O3在该系统中以Al(4)、Al(5)和Al(6)结构单元的形式存在，Al(6)单元的形成破坏了P(3)-Si(6)-P(3)稳定结构，使Si(6)含量减小。本课题利用拓扑束缚理论建立了Na2O-Al2O3-SiO2-P2O5玻璃系统的Tg和Hv的拓扑束缚理论模型，研究了Al的束缚单元对玻璃刚性的贡献，确定了AlO6八面体对玻璃网络刚性的作用。 (2)利用拓扑束缚理论研究了二元碱金属磷酸盐玻璃中网络修饰体氧化物(Li2O，Na2O，CS2O)束缚单元的束缚数δR与R+百分含量N(R+，x)的关系，结果表明δR与N(R+，x)成正相关关系，且δLi(x)＞δNa(x)＞δCs(x），即随着R+离子半径增大，其束缚数减小;当N(R+，x)＞20 mol％时，由于R+配位从角共享变为边共享，δR/N(R+，x)比增大。 (3)通过结构分析和假设，建立了xR2O-(1-x)[yB2O3(1-y)P2O5](R=Li，Na，Cs)玻璃系统的结构模拟方法，选取的0.33R2O-0.67[yB2O3(1-y)P2O5]玻璃系统的模拟结果与实验结果一致。将随组成变化的网络修饰体束缚δR∽引入到碱金属硼磷酸盐玻璃的拓扑束缚理论模型中，研究不同网络修饰体对硼磷酸盐玻璃系统Tg作用，结果与实验值一致。