天水氧化鎂（MgO）是一種白色(se)精細(xi)陶瓷粉末，除了可以自身燒(shao)結製成MgO陶瓷，還可以與其(qi)他化合(he)物(wu)合(he)成、複合(he)或者作為添加劑，製成高性(xing)能陶瓷或晶體。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、優異的力學性(xing)能、較高的紅外(wai)透過率、良好的化學穩(wen)定性(xing)和較低的發射率等優點，是一種高性(xing)能紅外(wai)窗(chuang)口和傳(chuan)感器保護材料等[1]。
2. MgAl2O4透明陶瓷
MgAl2O4透明陶瓷具有幾乎覆蓋紫外(wai)到紅外(wai)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、耐砂蝕(shi)雨蝕(shi)和抗(kang)衝(chong)擊等優點，已(yi)在透明裝甲(jia)、導彈窗(chuang)口和整流(liu)罩等領域實現廣泛(fan)應用[2]。MgAl2O4由MgO（規格：GFS-1）和Al2O3按化學計(ji)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)尖晶石(Co:MgAl2O4)晶體是用於近紅外(wai)區域工(gong)作的無源(yuan)調(diao)Q固(gu)態激光器的有效材料，通過它(ta)的被動調(diao)Q作用產生(sheng)的高峰值(zhi)功率脈(mai)衝(chong)激光具有人眼傷害(hai)小、穿透能力強、傳(chuan)輸(shu)損(sun)耗小和光電對抗(kang)能力強等特(te)點，可廣泛(fan)應用於空間光通信(xin)、戰場快(kuai)速(su)測(ce)距(ju)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”來相互(hu)抑(yi)製晶粒生(sheng)長，可製備出力學性(xing)能高於單相，光學透過率不遜於單相的MgO-Y2O3複相陶瓷，可用於製造透明裝甲(jia)、導彈頭罩、高溫觀察窗(chuang)口以及航空窗(chuang)口等[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(xin)，衛星(xing)通信(xin)技(ji)術的更新迭代，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陶瓷成為研究熱點。一方麵，MgO陶瓷本(ben)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(xun)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(xie)振(zhen)器和濾波器等電子元(yuan)器件中有著重要的應用前景。MgTiO3由MgO（規格：GFS-2）和TiO2按化學計(ji)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)領域的大功率電子器件朝著高溫、高頻和高集(ji)成度等方向發展，高效散熱成為迫切(qie)需求。大功率器件通過陶瓷覆銅板實現與外(wai)界的熱交換。目前主流(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(qi)是對於綜合(he)性(xing)能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助劑產生(sheng)的晶格缺(que)陷增加聲(sheng)子散射，MgO（規格：GFS-1）成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒(shao)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(wai)到紅外(wai)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、耐砂蝕(shi)雨蝕(shi)和抗(kang)衝(chong)擊等優點，已(yi)在透明裝甲(jia)、導彈窗(chuang)口和整流(liu)罩等領域實現廣泛(fan)應用[2]。MgAl2O4由MgO（規格：GFS-1）和Al2O3按化學計(ji)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)尖晶石(Co:MgAl2O4)晶體是用於近紅外(wai)區域工(gong)作的無源(yuan)調(diao)Q固(gu)態激光器的有效材料，通過它(ta)的被動調(diao)Q作用產生(sheng)的高峰值(zhi)功率脈(mai)衝(chong)激光具有人眼傷害(hai)小、穿透能力強、傳(chuan)輸(shu)損(sun)耗小和光電對抗(kang)能力強等特(te)點，可廣泛(fan)應用於空間光通信(xin)、戰場快(kuai)速(su)測(ce)距(ju)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”來相互(hu)抑(yi)製晶粒生(sheng)長，可製備出力學性(xing)能高於單相，光學透過率不遜於單相的MgO-Y2O3複相陶瓷，可用於製造透明裝甲(jia)、導彈頭罩、高溫觀察窗(chuang)口以及航空窗(chuang)口等[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(xin)，衛星(xing)通信(xin)技(ji)術的更新迭代，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陶瓷成為研究熱點。一方麵，MgO陶瓷本(ben)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(xun)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(xie)振(zhen)器和濾波器等電子元(yuan)器件中有著重要的應用前景[6]。MgTiO3由MgO（規格：GFS-2）和TiO2按化學計(ji)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)領域的大功率電子器件朝著高溫、高頻和高集(ji)成度等方向發展，高效散熱成為迫切(qie)需求。大功率器件通過陶瓷覆銅板實現與外(wai)界的熱交換。目前主流(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(qi)是對於綜合(he)性(xing)能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助劑產生(sheng)的晶格缺(que)陷增加聲(sheng)子散射，MgO（規格：GFS-1）成為製備高導熱Si3N4陶瓷的燒(shao)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(shao)結助劑
Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷，都具有力學性(xing)能好、化學性(xing)質穩(wen)定和優異的光學透過性(xing)，廣泛(fan)用於照(zhao)明、光學與醫(yi)用儀器、裝甲(jia)和紅外(wai)探(tan)測(ce)等諸(zhu)多(duo)領域。MgO（規格：GFS-1）作為助劑可以顯著(zhu)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(yi)製晶界遷移，避免晶粒異常(chang)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低（<1%），但(dan)其(qi)分散性(xing)卻非常(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)和較好的生(sheng)物(wu)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(qi)集(ji)成優勢，在航空航天、發動機耐磨部件及人工(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(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，在激光器中的NCPM倍頻、混頻和光參量振(zhen)蕩（OPO）的應用中有其(qi)獨(du)有的優勢，被廣泛(fan)地應用於光參量振(zhen)蕩、光參量放大（OPA）、準相位匹配及集(ji)成光波導中[12]。使用99.995%高純MgO（規格：CGC-1）的摻入可以調(diao)控(kong)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%。
