北海氧化鎂（MgO）是一種白(bai)色精細陶瓷粉末，除了(liao)可以自(zi)身燒(shao)結(jie)製成MgO陶瓷，還可以與其他化合物(wu)合成、複合或者(zhe)作為添加劑，製成高性(xing)能陶瓷或晶體。MgO的典(dian)型應用場景如下：
一、作為主要成分的典(dian)型應用
1. MgO透明陶瓷
MgO透明陶瓷（規格：CGC-1）具有低密度、耐高溫、高絕緣、優異的力學性(xing)能、較(jiao)高的紅外透過率、良好的化學穩定性(xing)和較(jiao)低的發射率等優點，是一種高性(xing)能紅外窗(chuang)口和傳(chuan)感(gan)器保(bao)護材料(liao)等[1]。
2. MgAl2O4透明陶瓷
MgAl2O4透明陶瓷具有幾(ji)乎覆(fu)蓋紫(zi)外到紅外區域（190nm＜λ＜6000nm）的優良光學透過率，還具有高硬度、高強度、耐高溫、低輻射率、耐砂(sha)蝕(shi)雨蝕(shi)和抗(kang)衝擊(ji)等優點，已在透明裝甲、導彈窗(chuang)口和整流(liu)罩等領(ling)域實(shi)現(xian)廣(guang)泛應用[2]。MgAl2O4由MgO（規格：GFS-1）和Al2O3按(an)化學計量比1:1反應而成，MgO質量占比為28.2%。
3. Co2+摻雜MgAl2O4晶體
Co2+摻雜的鎂鋁(lv)尖(jian)晶石(shi)(Co:MgAl2O4)晶體是用於近(jin)紅外區域工作的無源(yuan)調Q固態激光器的有效材料(liao)，通過它的被動調Q作用產生的高峰(feng)值功率脈衝激光具有人眼傷害(hai)小(xiao)、穿透能力強、傳(chuan)輸損耗(hao)小(xiao)和光電對抗(kang)能力強等特點，可廣(guang)泛應用於空間光通信(xin)、戰(zhan)場快速測距以及(ji)無人設(she)備的激光雷(lei)達等領(ling)域。Co2+摻雜MgAl2O4晶體中99.995%高純MgO（規格：CGC-1）質量占比與MgAl2O4透明陶瓷相近(jin)。
4. MgO-Y2O3複相陶瓷
利用MgO（規格：GFS-1）和納米Y2O3之間存在的“釘紮效應”來相互(hu)抑製晶粒生長，可製備出力學性(xing)能高於單(dan)相，光學透過率不遜於單(dan)相的MgO-Y2O3複相陶瓷，可用於製造透明裝甲、導彈頭罩、高溫觀察窗(chuang)口以及(ji)航空窗(chuang)口等[4]。在MgO-Y2O3複相陶瓷中MgO與Y2O3的體積比通常為1:1，換算成質量MgO大約占比為41.7%。
5. MgO係微波介質陶瓷
隨著移動通信(xin)，衛(wei)星通信(xin)技術的更(geng)新迭代，人們對於通信(xin)時頻段的要求越(yue)來越(yue)高，使得低介高Q陶瓷成為研究(jiu)熱點。一方麵，MgO陶瓷本身具有優越(yue)的介電性(xing)能（εr=9.1,tanδ＜1.6×10-6），是一種理想的5G通訊用微波介質基板材料(liao)[5]。另一方麵，MgO-TiO2係（主要為MgTiO3）微波介質陶瓷由於具有優異的介電性(xing)能，在諧(xie)振(zhen)器和濾(lv)波器等電子元器件中有著重要的應用前(qian)景。MgTiO3由MgO（規格：GFS-2）和TiO2按(an)化學計量比1:1反應而成，MgO質量占比為33.3%。
二、作為添加劑的典(dian)型應用
1. 作為高性(xing)能陶瓷散熱基板的燒(shao)結(jie)助(zhu)劑
隨著高鐵、航空航天及(ji)軍工領(ling)域的大功率電子器件朝著高溫、高頻和高集成度等方向發展，高效散熱成為迫切需求。大功率器件通過陶瓷覆(fu)銅(tong)板實(shi)現(xian)與外界的熱交換。目前(qian)主流(liu)的陶瓷基板有Si3N4、AlN和Al2O3三種，都需要采用MgO（規格：GFS-1）作為燒(shao)結(jie)助(zhu)劑。尤(you)其是對於綜合性(xing)能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助(zhu)劑產生的晶格缺(que)陷(xian)增加聲子散射，MgO（規格：GFS-1）成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒(shao)結(jie)助(zhu)劑，其使用量約為3%。
2. MgAl2O4透明陶瓷
MgAl2O4透明陶瓷具有幾(ji)乎覆(fu)蓋紫(zi)外到紅外區域（190nm＜λ＜6000nm）的優良光學透過率，還具有高硬度、高強度、耐高溫、低輻射率、耐砂(sha)蝕(shi)雨蝕(shi)和抗(kang)衝擊(ji)等優點，已在透明裝甲、導彈窗(chuang)口和整流(liu)罩等領(ling)域實(shi)現(xian)廣(guang)泛應用[2]。MgAl2O4由MgO（規格：GFS-1）和Al2O3按(an)化學計量比1:1反應而成，MgO質量占比為28.2%。
3. Co2+摻雜MgAl2O4晶體
Co2+摻雜的鎂鋁(lv)尖(jian)晶石(shi)(Co:MgAl2O4)晶體是用於近(jin)紅外區域工作的無源(yuan)調Q固態激光器的有效材料(liao)，通過它的被動調Q作用產生的高峰(feng)值功率脈衝激光具有人眼傷害(hai)小(xiao)、穿透能力強、傳(chuan)輸損耗(hao)小(xiao)和光電對抗(kang)能力強等特點，可廣(guang)泛應用於空間光通信(xin)、戰(zhan)場快速測距以及(ji)無人設(she)備的激光雷(lei)達等領(ling)域。Co2+摻雜MgAl2O4晶體中99.995%高純MgO（規格：CGC-1）質量占比與MgAl2O4透明陶瓷相近(jin)。
4. MgO-Y2O3複相陶瓷
利用MgO（規格：GFS-1）和納米Y2O3之間存在的“釘紮效應”來相互(hu)抑製晶粒生長，可製備出力學性(xing)能高於單(dan)相，光學透過率不遜於單(dan)相的MgO-Y2O3複相陶瓷，可用於製造透明裝甲、導彈頭罩、高溫觀察窗(chuang)口以及(ji)航空窗(chuang)口等[4]。在MgO-Y2O3複相陶瓷中MgO與Y2O3的體積比通常為1:1，換算成質量MgO大約占比為41.7%。
5. MgO係微波介質陶瓷
隨著移動通信(xin)，衛(wei)星通信(xin)技術的更(geng)新迭代，人們對於通信(xin)時頻段的要求越(yue)來越(yue)高，使得低介高Q陶瓷成為研究(jiu)熱點。一方麵，MgO陶瓷本身具有優越(yue)的介電性(xing)能（εr=9.1,tanδ＜1.6×10-6），是一種理想的5G通訊用微波介質基板材料(liao)[5]。另一方麵，MgO-TiO2係（主要為MgTiO3）微波介質陶瓷由於具有優異的介電性(xing)能，在諧(xie)振(zhen)器和濾(lv)波器等電子元器件中有著重要的應用前(qian)景[6]。MgTiO3由MgO（規格：GFS-2）和TiO2按(an)化學計量比1:1反應而成，MgO質量占比為33.3%。
二、作為添加劑的典(dian)型應用
1. 作為高性(xing)能陶瓷散熱基板的燒(shao)結(jie)助(zhu)劑
隨著高鐵、航空航天及(ji)軍工領(ling)域的大功率電子器件朝著高溫、高頻和高集成度等方向發展，高效散熱成為迫切需求。大功率器件通過陶瓷覆(fu)銅(tong)板實(shi)現(xian)與外界的熱交換。目前(qian)主流(liu)的陶瓷基板有Si3N4、AlN和Al2O3三種，都需要采用MgO（規格：GFS-1）作為燒(shao)結(jie)助(zhu)劑。尤(you)其是對於綜合性(xing)能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助(zhu)劑產生的晶格缺(que)陷(xian)增加聲子散射，MgO（規格：GFS-1）成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒(shao)結(jie)助(zhu)劑，其使用量約為3%。
2. 作為Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷的燒(shao)結(jie)助(zhu)劑
Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷，都具有力學性(xing)能好、化學性(xing)質穩定和優異的光學透過性(xing)，廣(guang)泛用於照明、光學與醫(yi)用儀器、裝甲和紅外探測等諸多領(ling)域。MgO（規格：GFS-1）作為助(zhu)劑可以顯著降低固相反應溫度，拖拽晶界遷移速度，排出氣孔，促進致密化；通過釘紮效應抑製晶界遷移，避免晶粒異常長大，優化力學性(xing)能。MgO在此(ci)類透明陶瓷中的添加量比較(jiao)低（<1%），但其分散性(xing)卻(que)非(fei)常重要。
3. 作為ZTA耐磨陶瓷的燒(shao)結(jie)助(zhu)劑
Al2O3和ZrO2都具有耐高溫、耐磨損和較(jiao)好的生物(wu)相容性(xing)等特性(xing)。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納米複相陶瓷，可揚長避短，充(chong)分發揮其集成優勢，在航空航天、發動機耐磨部件及(ji)人工股骨球頭等方麵具有重要應用。MgO（規格：GFS-1）在ZTA陶瓷中的致密化及(ji)晶粒細化機製與其在Al2O3中類似，其使用量約為2%。
4. 作為LiNbO3晶體添加劑
摻鎂铌酸鋰（MgO:LiNbO3）晶體，在激光器中的NCPM倍頻、混頻和光參量振(zhen)蕩（OPO）的應用中有其獨(du)有的優勢，被廣(guang)泛地應用於光參量振(zhen)蕩、光參量放大（OPA）、準相位匹(pi)配(pei)及(ji)集成光波導中[12]。使用99.995%高純MgO（規格：CGC-1）的摻入可以調控LiNbO3的居裏溫度，其摻雜量通常低於5mol%，換算成質量約低於1.4%。
