Разработка научных основ, шлифовки и полировки хрупких материалов. С 1948 г. под руководством чл.-корр. АН Н. Н. Качалова — основоположника нового научного направления в методах обработки стекла, создавшего большую школу учеников и последователей, — разрабатывались научные основы шлифовки и полировки стекла и других хрупких материалов. Исследования были направлены на изучение процесса разрушения поверхностного слоя стекла при его шлифовке, на установление связи между физико-механическими свойствами материалов, участвующих в процессе шлифовки, и основными показателями этого процесса — скоростью съема стекла (производительностью) и толщиной разрушенного слоя шлифуемого материала — и на изучение явлений, имеющих место при полировке стекла.

В результате этих работ Н. Н. Качаловым и его сотрудниками: А. С. Тотеш, П. Я. Бокиным, В. Г. Воано, А. И. Ко-реловой, А. Г. Вороновым, Р. А. Говоровой, Ф. К. Алейниковым, Л. Ф. Григорьевой, Т. А. Макаровой, Н. П. Даниловой и др. — были найдены основные закономерности процесса шлифовки стеклообразных и кристаллических силикатов, показано, что процесс полировки следует рассматривать как сложную совокупность механических, химических и физико-химических явлений, и была создана новая технология, внедренная в производство. В 1958 г. была опубликована монография Н. Н. Качалова «Технология шлифовки и полировки стекла», подводившая итог долголетним и плодотворным исследованиям в этой области. Изучение строения стекла.

Для понимания строения стекол существенную роль играет представление о координационных образованиях в их структуре, развитое уже давно в работах А. А. Аппена на основе изучения «парциальных свойств». Следует упомянуть также об открытии и объяснении А. А. Аппеном алюмоборной аномалии свойств стекол. Исследования А. А. Аппена и более поздние работы, проведенные в Лаборатории химии стекла, позволили установить, что свойства силикатных стекол находятся в зависимости от связности кремнекислородного каркаса и координационного состояния катионов.

Результаты этих исследований обобщены в монографиях «Химия стекла» (А. А. Аппен) и «Тепловое расширение стекла». Прямым методом ЯМР показано, что содержание тетраэдрического бора в натриевоборосиликатных стеклах отвечает содержанию Na+ в стеклах и не зависит от соотношения Na20 : В203, как это раньше считалось. С. П. Ждановым высказаны представления о непостоянстве вкладов тетраэдрических борокислородных групп в свойства стекол и на этой основе интерпретированы проявления борной аномалии, в том числе и аномальные изменения плотности ликвирующих натриевоборосиликатных стекол, ранее не находившие объяснения.