玻璃材料与金属，有机等材料联合使用时，要求玻璃具有合适的热膨胀性能。作为封接玻璃时则需要玻璃材料与基质材料热膨胀性能相近，以实现材料的良好匹配。探究玻璃材料的热膨胀本质，实现对材料性能的计算与模拟，对节约人力物力，加快材料设计等具有重要意义。因此，本文围绕玻璃材料的热膨胀性能与结构做了如下研究:　　(1)结合拓扑束缚理论，基于热力学基本公式，推导了玻璃材料的热膨胀系数计算公式。根据公式计算了Ge-Se，As-Se，Ge-As-Se玻璃和氧化物玻璃体系R2O-SiO2(R=Li，Na，K)的拓扑自由度值和热膨胀系数值，计算结果与实验值吻合良好。在硫系玻璃中，Ge和As含量的增加导致玻璃网络自由度值降低，表明Ge和As作为玻璃网络形成体，Se对应于氧化物玻璃体系中的O。Se含量的增加将在玻璃中增加终端Se，降低网络自由度。在氧化物玻璃中，碱金属离子的增加破坏了玻璃网络结构，增大了玻璃体系自由度而使玻璃热膨胀系数增大。　　(2)利用分子动力学模拟方法模拟了多元铝硅酸盐玻璃的结构和热膨胀性能。模拟的玻璃网络的近程结构（化学键长）以及中程结构(Qn，n为桥氧数)与实验数据吻合良好。并根据得到的玻璃结构模拟了玻璃加热过程中的热膨胀性能以及玻璃转变温度。氧化铝含量的增加不改变玻璃的化学键长，但改变玻璃的中程结构，降低了桥氧含量，并减少了Si4含量，使Si4向Si3和Si2转变。同时，铝硅酸盐玻璃体系模拟的结果表明，随着氧化铝含量的增加，玻璃转变温度升高，热膨胀系数降低，与实验数据的变化趋势吻合。