透明微晶玻璃由于具有较好的透过率,良好的机械性能和可调的光学特性受到了广泛的关注和研究。离子交换是提高微晶玻璃力学性能的有效途径之一。目前,对微晶玻璃离子交换的研究主要集中在离子交换对微晶玻璃力学性能的提升和对晶体结构的影响上,而对玻璃析晶前后结构和残余玻璃组分的变化所导致的离子交换行为的差异方面的研究相对较少。ZrO2,ZnAl2O4,β-石英固溶体微晶玻璃具有优异的力学性能和热稳定性,本文对这三种微晶玻璃体系进行了系统的研究。具体如下:（1）研究了基础玻璃组分中Al2O3/Na2O的相对比例（摩尔比）对ZrO2析晶性能的影响。当Al2O3/Na2O≥1时,ZrO2可以析晶;当Al2O3/Na2O＜1时,ZrO2析晶易导致玻璃失透。所制备的ZrO2纳米晶为四方相,晶体直径小于10 nm,微晶玻璃具有较高的透过率（～90%）。ZrO2的析晶使原来用于对[ZrO6]2-电荷平衡的Na+离子得到释放,一部分Na+离子与非桥氧连接;另一部分转移到高配位Al附近促进了高配位的Al转变为[AlO4]-参与到玻璃网络当中,从而拓宽了玻璃网络通道。这种玻璃结构的变化使Na+的移动性增加,离子交换性能得到提升,离子交换后微晶玻璃的维氏硬度得到明显提升。（2）制备了可离子交换的ZnAl2O4透明微晶玻璃。所研究的组分中,当8.4mol≤Na2O≤13.0 mol%时有利于得到透明的ZnAl2O4微晶玻璃,Na2O的含量较高或较低时均不利于ZnAl2O4的析晶。所制备的微晶玻璃中ZnAl2O4的晶体直径小于10 nm,由于Ti3+离子的存在使玻璃产生吸收而着色。ZnAl2O4的析晶提高了玻璃硬度,也使残余玻璃基质中Zn2+离子含量降低,减弱了Zn2+对玻璃网络的阻塞作用。使K+离子的扩散系数增加,扩散活化能从原始玻璃的136.8 kJ/mol降低到微晶玻璃的95.4 kJ/mol,促进了离子交换性能的提升。离子交换明显提高了微晶玻璃的维氏硬度。（3）实现了ZnAl2O4和β-石英固溶体的有序析晶,制备了透明的微晶玻璃。ZnAl2O4的优先析晶能影响β-石英固溶体的生长,减弱纳米晶的团簇,使晶粒尺寸更小,分布更为均匀,透过率更高。ZnAl2O4和β-石英固溶体的析晶可明显提高玻璃的维氏硬度（～7.45 GPa）。在NaNO3熔盐中离子交换后,离子交换层深度从原始样品的～150μm增加到微晶玻璃的～380-400μm,离子交换性能得到了明显提升。在KNO3熔盐中离子交换后微晶玻璃的硬度得到了进一步提高（～8.2GPa）,而在NaNO3熔盐中离子交换后,微晶玻璃维氏硬度提升不明显。ZnAl2O4和β-石英固溶体的析晶伴随着残余玻璃组分中Zn2+离子,五配位铝含量降低。另外,离子交换过程主要发生在晶相与玻璃相的界面处,这三个方面的原因促使微晶玻璃离子交换性能的提升。