YINGKOU LEIXUAN REFRACTORIES CO.,LTD.

          營口磊旋耐火材(cai)料有限(xian)公司

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          武漢為什麼(me)氧化鎂越(yue)來越(yue)火?來聽聽研(yan)究員怎麼(me)說?

          發表時間:2023-08-08 訪問量:7105

          武漢氧化鎂(MgO)是一種白(bai)色(se)精(jing)細陶瓷粉末,除了可以自身燒結製成MgO陶瓷,還可以與其他(ta)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的典型應用場景(jing)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(yi)的力學(xue)性(xing)能、較(jiao)高的紅外透過(guo)率、良(liang)好的化學(xue)穩(wen)定性(xing)和較(jiao)低的發射率等優點(dian),是一種高性(xing)能紅外窗(chuang)口和傳(chuan)感器保護(hu)材(cai)料等[1]。

          2. MgAl2O4透明陶瓷

          MgAl2O4透明陶瓷具有幾乎覆(fu)蓋(gai)紫外到紅外區域(190nm<λ<6000nm)的優良(liang)光學(xue)透過(guo)率,還具有高硬度、高強度、耐高溫、低輻射率、耐砂(sha)蝕(shi)雨蝕(shi)和抗衝(chong)擊(ji)等優點(dian),已在透明裝甲、導彈窗(chuang)口和整(zheng)流罩等領域實(shi)現(xian)廣泛應用[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(jin)紅外區域工(gong)作的無源調Q固態激光器的有效材(cai)料,通(tong)過(guo)它的被動調Q作用產生的高峰值功率脈衝(chong)激光具有人眼傷(shang)害小(xiao)、穿透能力強、傳(chuan)輸損(sun)耗小(xiao)和光電對抗能力強等特點(dian),可廣泛應用於空間光通(tong)信、戰(zhan)場快速測距以及無人設(she)備的激光雷達等領域。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(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(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,可用於製造透明裝甲、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(tong)常為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(tong)信,衛星(xing)通(tong)信技術(shu)的更新迭代,人們對於通(tong)信時頻段的要求(qiu)越(yue)來越(yue)高,使得低介高Q陶瓷成為研(yan)究熱(re)點(dian)。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(tong)訊用微(wei)波(bo)介質基板(ban)材(cai)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(xing)能,在諧振(zhen)器和濾(lv)波(bo)器等電子元器件(jian)中有著重(zhong)要的應用前景(jing)。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(san)熱(re)基板(ban)的燒結助(zhu)劑

          隨著高鐵、航空航天及軍(jun)工(gong)領域的大功率電子器件(jian)朝著高溫、高頻和高集成度等方向發展,高效散(san)熱(re)成為迫切需求(qiu)。大功率器件(jian)通(tong)過(guo)陶瓷覆(fu)銅(tong)板(ban)實(shi)現(xian)與外界的熱(re)交(jiao)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(you)其是對於綜(zong)合性(xing)能的Si3N4陶瓷,為避免Al2O3作為助(zhu)劑產生的晶格缺(que)陷增加聲子散(san)射,MgO(規格:GFS-1)成為製備高導熱(re)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(fu)蓋(gai)紫外到紅外區域(190nm<λ<6000nm)的優良(liang)光學(xue)透過(guo)率,還具有高硬度、高強度、耐高溫、低輻射率、耐砂(sha)蝕(shi)雨蝕(shi)和抗衝(chong)擊(ji)等優點(dian),已在透明裝甲、導彈窗(chuang)口和整(zheng)流罩等領域實(shi)現(xian)廣泛應用[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(jin)紅外區域工(gong)作的無源調Q固態激光器的有效材(cai)料,通(tong)過(guo)它的被動調Q作用產生的高峰值功率脈衝(chong)激光具有人眼傷(shang)害小(xiao)、穿透能力強、傳(chuan)輸損(sun)耗小(xiao)和光電對抗能力強等特點(dian),可廣泛應用於空間光通(tong)信、戰(zhan)場快速測距以及無人設(she)備的激光雷達等領域。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(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(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,可用於製造透明裝甲、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(tong)常為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(tong)信,衛星(xing)通(tong)信技術(shu)的更新迭代,人們對於通(tong)信時頻段的要求(qiu)越(yue)來越(yue)高,使得低介高Q陶瓷成為研(yan)究熱(re)點(dian)。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(tong)訊用微(wei)波(bo)介質基板(ban)材(cai)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(xing)能,在諧振(zhen)器和濾(lv)波(bo)器等電子元器件(jian)中有著重(zhong)要的應用前景(jing)[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(san)熱(re)基板(ban)的燒結助(zhu)劑

          隨著高鐵、航空航天及軍(jun)工(gong)領域的大功率電子器件(jian)朝著高溫、高頻和高集成度等方向發展,高效散(san)熱(re)成為迫切需求(qiu)。大功率器件(jian)通(tong)過(guo)陶瓷覆(fu)銅(tong)板(ban)實(shi)現(xian)與外界的熱(re)交(jiao)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(you)其是對於綜(zong)合性(xing)能的Si3N4陶瓷,為避免Al2O3作為助(zhu)劑產生的晶格缺(que)陷增加聲子散(san)射,MgO(規格:GFS-1)成為製備高導熱(re)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)定和優異(yi)的光學(xue)透過(guo)性(xing),廣泛用於照明、光學(xue)與醫用儀器、裝甲和紅外探測等諸(zhu)多(duo)領域。MgO(規格:GFS-1)作為助(zhu)劑可以顯(xian)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(tong)過(guo)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(ci)類透明陶瓷中的添加量比較(jiao)低(<1%),但其分散(san)性(xing)卻(que)非常重(zhong)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(sun)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,充分發揮(hui)其集成優勢,在航空航天、發動機耐磨部(bu)件(jian)及人工(gong)股骨球(qiu)頭等方麵具有重(zhong)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,在激光器中的NCPM倍頻、混頻和光參量振(zhen)蕩(OPO)的應用中有其獨有的優勢,被廣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,其摻雜量通(tong)常低於5mol%,換算成質量約低於1.4%。


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