荊州氧化鎂（MgO）是一種白色(se)精(jing)細陶瓷粉末，除了(liao)可以自身燒(shao)結製成MgO陶瓷，還可以與其他化合物合成、複合或(huo)者(zhe)作為添加劑，製成高性(xing)能陶瓷或(huo)晶體。MgO的典型應用場景如下：
一、作為主要成分的典型應用
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(xue)性(xing)能、較高的紅外(wai)透過(guo)率、良(liang)好(hao)的化學(xue)穩(wen)定性(xing)和較低的發射率等優點(dian)，是一種高性(xing)能紅外(wai)窗口(kou)和傳(chuan)感器(qi)保護(hu)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(guo)率，還具有高硬度、高強度、耐高溫、低輻射率、耐砂蝕雨(yu)蝕和抗衝擊(ji)等優點(dian)，已在透明裝甲(jia)、導彈窗口(kou)和整流(liu)罩等領域實現廣泛(fan)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(wai)區域工(gong)作的無源調(diao)Q固(gu)態激光器(qi)的有效材料，通過(guo)它的被(bei)動調(diao)Q作用產生的高峰值功率脈(mai)衝激光具有人眼(yan)傷害小(xiao)、穿透能力強、傳(chuan)輸損(sun)耗小(xiao)和光電對(dui)抗能力強等特(te)點(dian)，可廣泛(fan)應用於空間光通信、戰(zhan)場快(kuai)速測距以及無人設備的激光雷達(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)相互抑(yi)製晶粒生長，可製備出力學(xue)性(xing)能高於單相，光學(xue)透過(guo)率不(bu)遜於單相的MgO-Y2O3複相陶瓷，可用於製造(zao)透明裝甲(jia)、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的體積比通常(chang)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(wei)星(xing)通信技術的更新迭代，人們對(dui)於通信時頻段(duan)的要求越(yue)來(lai)越(yue)高，使得低介高Q陶瓷成為研究熱(re)點(dian)。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(li)想的5G通訊用微波介質基板材料[5]。另一方麵，MgO-TiO2係（主要為MgTiO3）微波介質陶瓷由於具有優異的介電性(xing)能，在諧振器(qi)和濾波器(qi)等電子(zi)元器(qi)件(jian)中有著重要的應用前(qian)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、作為添加劑的典型應用
1. 作為高性(xing)能陶瓷散熱(re)基板的燒(shao)結助劑
隨著高鐵、航空航天及軍工(gong)領域的大功率電子(zi)器(qi)件(jian)朝著高溫、高頻和高集(ji)成度等方向發展，高效散熱(re)成為迫(po)切需求。大功率器(qi)件(jian)通過(guo)陶瓷覆銅板實現與外(wai)界的熱(re)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)結助劑。尤其是對(dui)於綜合性(xing)能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助劑產生的晶格缺陷增加聲子(zi)散射，MgO（規格：GFS-1）成為製備高導熱(re)Si3N4陶瓷的燒(shao)結助劑，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(guo)率，還具有高硬度、高強度、耐高溫、低輻射率、耐砂蝕雨(yu)蝕和抗衝擊(ji)等優點(dian)，已在透明裝甲(jia)、導彈窗口(kou)和整流(liu)罩等領域實現廣泛(fan)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(wai)區域工(gong)作的無源調(diao)Q固(gu)態激光器(qi)的有效材料，通過(guo)它的被(bei)動調(diao)Q作用產生的高峰值功率脈(mai)衝激光具有人眼(yan)傷害小(xiao)、穿透能力強、傳(chuan)輸損(sun)耗小(xiao)和光電對(dui)抗能力強等特(te)點(dian)，可廣泛(fan)應用於空間光通信、戰(zhan)場快(kuai)速測距以及無人設備的激光雷達(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)相互抑(yi)製晶粒生長，可製備出力學(xue)性(xing)能高於單相，光學(xue)透過(guo)率不(bu)遜於單相的MgO-Y2O3複相陶瓷，可用於製造(zao)透明裝甲(jia)、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的體積比通常(chang)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(wei)星(xing)通信技術的更新迭代，人們對(dui)於通信時頻段(duan)的要求越(yue)來(lai)越(yue)高，使得低介高Q陶瓷成為研究熱(re)點(dian)。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(li)想的5G通訊用微波介質基板材料[5]。另一方麵，MgO-TiO2係（主要為MgTiO3）微波介質陶瓷由於具有優異的介電性(xing)能，在諧振器(qi)和濾波器(qi)等電子(zi)元器(qi)件(jian)中有著重要的應用前(qian)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、作為添加劑的典型應用
1. 作為高性(xing)能陶瓷散熱(re)基板的燒(shao)結助劑
隨著高鐵、航空航天及軍工(gong)領域的大功率電子(zi)器(qi)件(jian)朝著高溫、高頻和高集(ji)成度等方向發展，高效散熱(re)成為迫(po)切需求。大功率器(qi)件(jian)通過(guo)陶瓷覆銅板實現與外(wai)界的熱(re)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)結助劑。尤其是對(dui)於綜合性(xing)能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助劑產生的晶格缺陷增加聲子(zi)散射，MgO（規格：GFS-1）成為製備高導熱(re)Si3N4陶瓷的燒(shao)結助劑，其使用量約為3%。
2. 作為Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷的燒(shao)結助劑
Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷，都具有力學(xue)性(xing)能好(hao)、化學(xue)性(xing)質穩(wen)定和優異的光學(xue)透過(guo)性(xing)，廣泛(fan)用於照(zhao)明、光學(xue)與醫用儀(yi)器(qi)、裝甲(jia)和紅外(wai)探(tan)測等諸多(duo)領域。MgO（規格：GFS-1）作為助劑可以顯著降低固(gu)相反應溫度，拖拽(zhuai)晶界遷移速度，排出氣孔，促進致密化；通過(guo)釘紮效應抑(yi)製晶界遷移，避免晶粒異常(chang)長大，優化力學(xue)性(xing)能。MgO在此(ci)類透明陶瓷中的添加量比較低（<1%），但(dan)其分散性(xing)卻(que)非常(chang)重要。
3. 作為ZTA耐磨陶瓷的燒(shao)結助劑
Al2O3和ZrO2都具有耐高溫、耐磨損(sun)和較好(hao)的生物相容(rong)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(ji)成優勢，在航空航天、發動機耐磨部件(jian)及人工(gong)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(qi)中的NCPM倍頻、混(hun)頻和光參量振蕩（OPO）的應用中有其獨有的優勢，被(bei)廣泛(fan)地應用於光參量振蕩、光參量放大（OPA）、準相位(wei)匹配及集(ji)成光波導中[12]。使用99.995%高純MgO（規格：CGC-1）的摻入(ru)可以調(diao)控LiNbO3的居裏溫度，其摻雜量通常(chang)低於5mol%，換算成質量約低於1.4%。
