鶴壁氧化鎂（MgO）是一種白(bai)色精細(xi)陶瓷粉(fen)末，除了(liao)可以自身(shen)燒結製成MgO陶瓷，還可以與其(qi)他(ta)化合物合成、複合或(huo)者作為添加劑，製成高性能陶瓷或(huo)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(yi)的力學(xue)性能、較高的紅外透過(guo)率、良(liang)好的化學(xue)穩定(ding)性和較低的發射率等優點，是一種高性能紅外窗口(kou)和傳(chuan)感器(qi)保護材料等[1]。
2. MgAl2O4透明陶瓷
MgAl2O4透明陶瓷具有幾乎覆蓋紫外到紅外區域（190nm＜λ＜6000nm）的優良(liang)光學(xue)透過(guo)率，還具有高硬(ying)度、高強度、耐高溫、低輻射率、耐砂蝕(shi)雨蝕(shi)和抗(kang)衝(chong)擊(ji)等優點，已在透明裝甲、導彈窗口(kou)和整(zheng)流罩等領域實現(xian)廣(guang)泛應用[2]。MgAl2O4由MgO（規格：GFS-1）和Al2O3按化學(xue)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+摻雜的鎂鋁尖晶石(Co:MgAl2O4)晶體是用於近紅外區域工作的無(wu)源調Q固態激光器(qi)的有效材料，通過(guo)它的被動調Q作用產生的高峰值功率脈(mai)衝(chong)激光具有人眼傷害(hai)小(xiao)、穿透能力強、傳(chuan)輸(shu)損(sun)耗小(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)、戰場快速(su)測(ce)距以及無(wu)人設備的激光雷達(da)等領域。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。
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(lai)相互(hu)抑製晶粒生長，可製備出力學(xue)性能高於單相，光學(xue)透過(guo)率不遜於單相的MgO-Y2O3複相陶瓷，可用於製造透明裝甲、導彈頭罩、高溫觀(guan)察窗口(kou)以及航空窗口(kou)等[4]。在MgO-Y2O3複相陶瓷中MgO與Y2O3的體積(ji)比通常(chang)為1:1，換算成質量MgO大約占比為41.7%。
5. MgO係微(wei)波(bo)介質陶瓷
隨著移動通信(xin)，衛星(xing)通信(xin)技術(shu)的更新迭代，人們對於通信(xin)時頻段的要求越(yue)來(lai)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(shen)具有優越(yue)的介電性能（εr=9.1,tanδ＜1.6×10-6），是一種理想(xiang)的5G通訊用微(wei)波(bo)介質基(ji)板材料[5]。另一方麵，MgO-TiO2係（主要為MgTiO3）微(wei)波(bo)介質陶瓷由於具有優異(yi)的介電性能，在諧振器(qi)和濾波(bo)器(qi)等電子元器(qi)件(jian)中有著重要的應用前景。MgTiO3由MgO（規格：GFS-2）和TiO2按化學(xue)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. 作為高性能陶瓷散熱基(ji)板的燒結助劑
隨著高鐵、航空航天及軍工領域的大功率電子器(qi)件(jian)朝著高溫、高頻和高集成度等方向發展，高效散熱成為迫切(qie)需求。大功率器(qi)件(jian)通過(guo)陶瓷覆銅板實現(xian)與外界(jie)的熱交換。目前主流的陶瓷基(ji)板有Si3N4、AlN和Al2O3三種，都需要采用MgO（規格：GFS-1）作為燒結助劑。尤其(qi)是對於綜合性能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助劑產生的晶格缺陷(xian)增加聲(sheng)子散射，MgO（規格：GFS-1）成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒結助劑，其(qi)使用量約為3%。
2. MgAl2O4透明陶瓷
MgAl2O4透明陶瓷具有幾乎覆蓋紫外到紅外區域（190nm＜λ＜6000nm）的優良(liang)光學(xue)透過(guo)率，還具有高硬(ying)度、高強度、耐高溫、低輻射率、耐砂蝕(shi)雨蝕(shi)和抗(kang)衝(chong)擊(ji)等優點，已在透明裝甲、導彈窗口(kou)和整(zheng)流罩等領域實現(xian)廣(guang)泛應用[2]。MgAl2O4由MgO（規格：GFS-1）和Al2O3按化學(xue)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+摻雜的鎂鋁尖晶石(Co:MgAl2O4)晶體是用於近紅外區域工作的無(wu)源調Q固態激光器(qi)的有效材料，通過(guo)它的被動調Q作用產生的高峰值功率脈(mai)衝(chong)激光具有人眼傷害(hai)小(xiao)、穿透能力強、傳(chuan)輸(shu)損(sun)耗小(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)、戰場快速(su)測(ce)距以及無(wu)人設備的激光雷達(da)等領域。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。
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(lai)相互(hu)抑製晶粒生長，可製備出力學(xue)性能高於單相，光學(xue)透過(guo)率不遜於單相的MgO-Y2O3複相陶瓷，可用於製造透明裝甲、導彈頭罩、高溫觀(guan)察窗口(kou)以及航空窗口(kou)等[4]。在MgO-Y2O3複相陶瓷中MgO與Y2O3的體積(ji)比通常(chang)為1:1，換算成質量MgO大約占比為41.7%。
5. MgO係微(wei)波(bo)介質陶瓷
隨著移動通信(xin)，衛星(xing)通信(xin)技術(shu)的更新迭代，人們對於通信(xin)時頻段的要求越(yue)來(lai)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(shen)具有優越(yue)的介電性能（εr=9.1,tanδ＜1.6×10-6），是一種理想(xiang)的5G通訊用微(wei)波(bo)介質基(ji)板材料[5]。另一方麵，MgO-TiO2係（主要為MgTiO3）微(wei)波(bo)介質陶瓷由於具有優異(yi)的介電性能，在諧振器(qi)和濾波(bo)器(qi)等電子元器(qi)件(jian)中有著重要的應用前景[6]。MgTiO3由MgO（規格：GFS-2）和TiO2按化學(xue)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. 作為高性能陶瓷散熱基(ji)板的燒結助劑
隨著高鐵、航空航天及軍工領域的大功率電子器(qi)件(jian)朝著高溫、高頻和高集成度等方向發展，高效散熱成為迫切(qie)需求。大功率器(qi)件(jian)通過(guo)陶瓷覆銅板實現(xian)與外界(jie)的熱交換。目前主流的陶瓷基(ji)板有Si3N4、AlN和Al2O3三種，都需要采用MgO（規格：GFS-1）作為燒結助劑。尤其(qi)是對於綜合性能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助劑產生的晶格缺陷(xian)增加聲(sheng)子散射，MgO（規格：GFS-1）成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒結助劑，其(qi)使用量約為3%。
2. 作為Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷的燒結助劑
Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷，都具有力學(xue)性能好、化學(xue)性質穩定(ding)和優異(yi)的光學(xue)透過(guo)性，廣(guang)泛用於照(zhao)明、光學(xue)與醫用儀(yi)器(qi)、裝甲和紅外探測(ce)等諸多(duo)領域。MgO（規格：GFS-1）作為助劑可以顯著降低固相反應溫度，拖(tuo)拽晶界(jie)遷移速(su)度，排出氣孔，促進致密化；通過(guo)釘紮效應抑製晶界(jie)遷移，避免晶粒異(yi)常(chang)長大，優化力學(xue)性能。MgO在此(ci)類透明陶瓷中的添加量比較低（<1%），但(dan)其(qi)分散性卻非常(chang)重要。
3. 作為ZTA耐磨(mo)陶瓷的燒結助劑
Al2O3和ZrO2都具有耐高溫、耐磨(mo)損(sun)和較好的生物相容(rong)性等特性。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納米複相陶瓷，可揚長避短，充(chong)分發揮(hui)其(qi)集成優勢，在航空航天、發動機耐磨(mo)部件(jian)及人工股骨球頭等方麵具有重要應用。MgO（規格：GFS-1）在ZTA陶瓷中的致密化及晶粒細(xi)化機製與其(qi)在Al2O3中類似，其(qi)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(qi)中的NCPM倍頻、混(hun)頻和光參量振蕩（OPO）的應用中有其(qi)獨(du)有的優勢，被廣(guang)泛地應用於光參量振蕩、光參量放大（OPA）、準相位匹配及集成光波(bo)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(qi)摻雜量通常(chang)低於5mol%，換算成質量約低於1.4%。
