焦作氧化鎂（MgO）是(shi)一種白色精(jing)細(xi)陶瓷粉末(mo)，除了可以自身燒結製成MgO陶瓷，還(huai)可以與其他化合(he)物(wu)合(he)成、複合(he)或(huo)者作為添加劑，製成高性(xing)能陶瓷或(huo)晶體。MgO的典(dian)型應用場(chang)景(jing)如(ru)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(xing)能、較高的紅外(wai)透過率、良(liang)好的化學(xue)穩(wen)定(ding)性(xing)和較低的發射率等優點，是(shi)一種高性(xing)能紅外(wai)窗(chuang)口(kou)和傳感器保(bao)護材料等[1]。
2. MgAl2O4透明陶瓷
MgAl2O4透明陶瓷具有幾乎覆蓋紫外(wai)到紅外(wai)區域（190nm＜λ＜6000nm）的優良(liang)光學(xue)透過率，還(huai)具有高硬度、高強度、耐高溫、低輻射率、耐砂蝕雨(yu)蝕和抗衝(chong)擊(ji)等優點，已(yi)在透明裝甲、導彈窗(chuang)口(kou)和整流罩等領(ling)域實(shi)現廣泛(fan)應用[2]。MgAl2O4由MgO（規格：GFS-1）和Al2O3按(an)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(shi)用於近紅外(wai)區域工(gong)作的無源調Q固(gu)態激光器的有效材料，通過它的被動調Q作用產生(sheng)的高峰值功率脈衝(chong)激光具有人眼傷(shang)害小、穿透能力強、傳輸(shu)損耗(hao)小和光電對抗能力強等特(te)點，可廣泛(fan)應用於空間光通信、戰場(chang)快速(su)測距(ju)以及無人設備的激光雷達等領(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。
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(sheng)長，可製備出力學(xue)性(xing)能高於單(dan)相，光學(xue)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(kou)以及航空窗(chuang)口(kou)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，衛星通信技術的更新迭(die)代，人們對於通信時頻段的要求越來(lai)越高，使得低介高Q陶瓷成為研(yan)究熱點。一方麵，MgO陶瓷本(ben)身具有優越的介電性(xing)能（εr=9.1,tanδ＜1.6×10-6），是(shi)一種理想的5G通訊用微波介質基板(ban)材料[5]。另一方麵，MgO-TiO2係（主要為MgTiO3）微波介質陶瓷由於具有優異(yi)的介電性(xing)能，在諧(xie)振器和濾(lv)波器等電子元(yuan)器件中有著重要的應用前景(jing)。MgTiO3由MgO（規格：GFS-2）和TiO2按(an)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(xing)能陶瓷散(san)熱基板(ban)的燒結助(zhu)劑
隨著高鐵、航空航天及軍工(gong)領(ling)域的大功率電子器件朝(chao)著高溫、高頻和高集成度等方向發展，高效散(san)熱成為迫切需求。大功率器件通過陶瓷覆銅板(ban)實(shi)現與外(wai)界的熱交換。目前主流的陶瓷基板(ban)有Si3N4、AlN和Al2O3三種，都需要采用MgO（規格：GFS-1）作為燒結助(zhu)劑。尤其是(shi)對於綜合(he)性(xing)能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助(zhu)劑產生(sheng)的晶格缺陷(xian)增加聲子散(san)射，MgO（規格：GFS-1）成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒結助(zhu)劑，其使用量約為3%。
2. MgAl2O4透明陶瓷
MgAl2O4透明陶瓷具有幾乎覆蓋紫外(wai)到紅外(wai)區域（190nm＜λ＜6000nm）的優良(liang)光學(xue)透過率，還(huai)具有高硬度、高強度、耐高溫、低輻射率、耐砂蝕雨(yu)蝕和抗衝(chong)擊(ji)等優點，已(yi)在透明裝甲、導彈窗(chuang)口(kou)和整流罩等領(ling)域實(shi)現廣泛(fan)應用[2]。MgAl2O4由MgO（規格：GFS-1）和Al2O3按(an)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(shi)用於近紅外(wai)區域工(gong)作的無源調Q固(gu)態激光器的有效材料，通過它的被動調Q作用產生(sheng)的高峰值功率脈衝(chong)激光具有人眼傷(shang)害小、穿透能力強、傳輸(shu)損耗(hao)小和光電對抗能力強等特(te)點，可廣泛(fan)應用於空間光通信、戰場(chang)快速(su)測距(ju)以及無人設備的激光雷達等領(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。
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(sheng)長，可製備出力學(xue)性(xing)能高於單(dan)相，光學(xue)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(kou)以及航空窗(chuang)口(kou)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，衛星通信技術的更新迭(die)代，人們對於通信時頻段的要求越來(lai)越高，使得低介高Q陶瓷成為研(yan)究熱點。一方麵，MgO陶瓷本(ben)身具有優越的介電性(xing)能（εr=9.1,tanδ＜1.6×10-6），是(shi)一種理想的5G通訊用微波介質基板(ban)材料[5]。另一方麵，MgO-TiO2係（主要為MgTiO3）微波介質陶瓷由於具有優異(yi)的介電性(xing)能，在諧(xie)振器和濾(lv)波器等電子元(yuan)器件中有著重要的應用前景(jing)[6]。MgTiO3由MgO（規格：GFS-2）和TiO2按(an)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(xing)能陶瓷散(san)熱基板(ban)的燒結助(zhu)劑
隨著高鐵、航空航天及軍工(gong)領(ling)域的大功率電子器件朝(chao)著高溫、高頻和高集成度等方向發展，高效散(san)熱成為迫切需求。大功率器件通過陶瓷覆銅板(ban)實(shi)現與外(wai)界的熱交換。目前主流的陶瓷基板(ban)有Si3N4、AlN和Al2O3三種，都需要采用MgO（規格：GFS-1）作為燒結助(zhu)劑。尤其是(shi)對於綜合(he)性(xing)能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助(zhu)劑產生(sheng)的晶格缺陷(xian)增加聲子散(san)射，MgO（規格：GFS-1）成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒結助(zhu)劑，其使用量約為3%。
2. 作為Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷的燒結助(zhu)劑
Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷，都具有力學(xue)性(xing)能好、化學(xue)性(xing)質穩(wen)定(ding)和優異(yi)的光學(xue)透過性(xing)，廣泛(fan)用於照明、光學(xue)與醫用儀器、裝甲和紅外(wai)探(tan)測等諸多領(ling)域。MgO（規格：GFS-1）作為助(zhu)劑可以顯著降(jiang)低固(gu)相反應溫度，拖拽晶界遷移速(su)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(yi)常長大，優化力學(xue)性(xing)能。MgO在此類透明陶瓷中的添加量比較低（<1%），但(dan)其分散(san)性(xing)卻(que)非(fei)常重要。
3. 作為ZTA耐磨陶瓷的燒結助(zhu)劑
Al2O3和ZrO2都具有耐高溫、耐磨損和較好的生(sheng)物(wu)相容性(xing)等特(te)性(xing)。以ZrO2增韌Al2O3製備ZTA納米複相陶瓷，可揚長避短，充分發揮其集成優勢，在航空航天、發動機耐磨部(bu)件及人工(gong)股骨球(qiu)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、混頻和光參量振蕩（OPO）的應用中有其獨(du)有的優勢，被廣泛(fan)地應用於光參量振蕩、光參量放大（OPA）、準相位(wei)匹(pi)配(pei)及集成光波導中[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%。
