長(zhǎng)沙氧化鎂（MgO）是一種白色精細(xì)陶瓷粉末，除了可以自身燒結(jié)制成MgO陶瓷，還可以與其他化合物合成、復(fù)合或者作為添加劑，制成高性能陶瓷或晶體。MgO的典型應(yīng)用場(chǎng)景如下：
一、作為主要成分的典型應(yīng)用
1. MgO透明陶瓷
MgO透明陶瓷（規(guī)格：CGC-1）具有低密度、耐高溫、高絕緣、優(yōu)異的力學(xué)性能、較高的紅外透過(guò)率、良好的化學(xué)穩(wěn)定性和較低的發(fā)射率等優(yōu)點(diǎn)，是一種高性能紅外窗口和傳感器保護(hù)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(qū)域（190nm＜λ＜6000nm）的優(yōu)良光學(xué)透過(guò)率，還具有高硬度、高強(qiáng)度、耐高溫、低輻射率、耐砂蝕雨蝕和抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)，已在透明裝甲、導(dǎo)彈窗口和整流罩等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用[2]。MgAl2O4由MgO（規(guī)格：GFS-1）和Al2O3按化學(xué)計(jì)量比1:1反應(yīng)而成，MgO質(zhì)量占比為28.2%。
3. Co2+摻雜MgAl2O4晶體
Co2+摻雜的鎂鋁尖晶石(Co:MgAl2O4)晶體是用于近紅外區(qū)域工作的無(wú)源調(diào)Q固態(tài)激光器的有效材料，通過(guò)它的被動(dòng)調(diào)Q作用產(chǎn)生的高峰值功率脈沖激光具有人眼傷害小、穿透能力強(qiáng)、傳輸損耗小和光電對(duì)抗能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于空間光通信、戰(zhàn)場(chǎng)快速測(cè)距以及無(wú)人設(shè)備的激光雷達(dá)等領(lǐng)域。Co2+摻雜MgAl2O4晶體中99.995%高純MgO（規(guī)格：CGC-1）質(zhì)量占比與MgAl2O4透明陶瓷相近。
4. MgO-Y2O3復(fù)相陶瓷
利用MgO（規(guī)格：GFS-1）和納米Y2O3之間存在的“釘扎效應(yīng)”來(lái)相互抑制晶粒生長(zhǎng)，可制備出力學(xué)性能高于單相，光學(xué)透過(guò)率不遜于單相的MgO-Y2O3復(fù)相陶瓷，可用于制造透明裝甲、導(dǎo)彈頭罩、高溫觀察窗口以及航空窗口等[4]。在MgO-Y2O3復(fù)相陶瓷中MgO與Y2O3的體積比通常為1:1，換算成質(zhì)量MgO大約占比為41.7%。
5. MgO系微波介質(zhì)陶瓷
隨著移動(dòng)通信，衛(wèi)星通信技術(shù)的更新迭代，人們對(duì)于通信時(shí)頻段的要求越來(lái)越高，使得低介高Q陶瓷成為研究熱點(diǎn)。一方面，MgO陶瓷本身具有優(yōu)越的介電性能（εr=9.1,tanδ＜1.6×10-6），是一種理想的5G通訊用微波介質(zhì)基板材料[5]。另一方面，MgO-TiO2系（主要為MgTiO3）微波介質(zhì)陶瓷由于具有優(yōu)異的介電性能，在諧振器和濾波器等電子元器件中有著重要的應(yīng)用前景。MgTiO3由MgO（規(guī)格：GFS-2）和TiO2按化學(xué)計(jì)量比1:1反應(yīng)而成，MgO質(zhì)量占比為33.3%。
二、作為添加劑的典型應(yīng)用
1. 作為高性能陶瓷散熱基板的燒結(jié)助劑
隨著高鐵、航空航天及軍工領(lǐng)域的大功率電子器件朝著高溫、高頻和高集成度等方向發(fā)展，高效散熱成為迫切需求。大功率器件通過(guò)陶瓷覆銅板實(shí)現(xiàn)與外界的熱交換。目前主流的陶瓷基板有Si3N4、AlN和Al2O3三種，都需要采用MgO（規(guī)格：GFS-1）作為燒結(jié)助劑。尤其是對(duì)于綜合性能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助劑產(chǎn)生的晶格缺陷增加聲子散射，MgO（規(guī)格：GFS-1）成為制備高導(dǎo)熱Si3N4陶瓷的燒結(jié)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到紅外區(qū)域（190nm＜λ＜6000nm）的優(yōu)良光學(xué)透過(guò)率，還具有高硬度、高強(qiáng)度、耐高溫、低輻射率、耐砂蝕雨蝕和抗沖擊等優(yōu)點(diǎn)，已在透明裝甲、導(dǎo)彈窗口和整流罩等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)廣泛應(yīng)用[2]。MgAl2O4由MgO（規(guī)格：GFS-1）和Al2O3按化學(xué)計(jì)量比1:1反應(yīng)而成，MgO質(zhì)量占比為28.2%。
3. Co2+摻雜MgAl2O4晶體
Co2+摻雜的鎂鋁尖晶石(Co:MgAl2O4)晶體是用于近紅外區(qū)域工作的無(wú)源調(diào)Q固態(tài)激光器的有效材料，通過(guò)它的被動(dòng)調(diào)Q作用產(chǎn)生的高峰值功率脈沖激光具有人眼傷害小、穿透能力強(qiáng)、傳輸損耗小和光電對(duì)抗能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于空間光通信、戰(zhàn)場(chǎng)快速測(cè)距以及無(wú)人設(shè)備的激光雷達(dá)等領(lǐng)域。Co2+摻雜MgAl2O4晶體中99.995%高純MgO（規(guī)格：CGC-1）質(zhì)量占比與MgAl2O4透明陶瓷相近。
4. MgO-Y2O3復(fù)相陶瓷
利用MgO（規(guī)格：GFS-1）和納米Y2O3之間存在的“釘扎效應(yīng)”來(lái)相互抑制晶粒生長(zhǎng)，可制備出力學(xué)性能高于單相，光學(xué)透過(guò)率不遜于單相的MgO-Y2O3復(fù)相陶瓷，可用于制造透明裝甲、導(dǎo)彈頭罩、高溫觀察窗口以及航空窗口等[4]。在MgO-Y2O3復(fù)相陶瓷中MgO與Y2O3的體積比通常為1:1，換算成質(zhì)量MgO大約占比為41.7%。
5. MgO系微波介質(zhì)陶瓷
隨著移動(dòng)通信，衛(wèi)星通信技術(shù)的更新迭代，人們對(duì)于通信時(shí)頻段的要求越來(lái)越高，使得低介高Q陶瓷成為研究熱點(diǎn)。一方面，MgO陶瓷本身具有優(yōu)越的介電性能（εr=9.1,tanδ＜1.6×10-6），是一種理想的5G通訊用微波介質(zhì)基板材料[5]。另一方面，MgO-TiO2系（主要為MgTiO3）微波介質(zhì)陶瓷由于具有優(yōu)異的介電性能，在諧振器和濾波器等電子元器件中有著重要的應(yīng)用前景[6]。MgTiO3由MgO（規(guī)格：GFS-2）和TiO2按化學(xué)計(jì)量比1:1反應(yīng)而成，MgO質(zhì)量占比為33.3%。
二、作為添加劑的典型應(yīng)用
1. 作為高性能陶瓷散熱基板的燒結(jié)助劑
隨著高鐵、航空航天及軍工領(lǐng)域的大功率電子器件朝著高溫、高頻和高集成度等方向發(fā)展，高效散熱成為迫切需求。大功率器件通過(guò)陶瓷覆銅板實(shí)現(xiàn)與外界的熱交換。目前主流的陶瓷基板有Si3N4、AlN和Al2O3三種，都需要采用MgO（規(guī)格：GFS-1）作為燒結(jié)助劑。尤其是對(duì)于綜合性能的Si3N4陶瓷，為避免Al2O3作為助劑產(chǎn)生的晶格缺陷增加聲子散射，MgO（規(guī)格：GFS-1）成為制備高導(dǎo)熱Si3N4陶瓷的燒結(jié)助劑，其使用量約為3%。
2. 作為Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷的燒結(jié)助劑
Al2O3、YAG和AlON等透明陶瓷，都具有力學(xué)性能好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定和優(yōu)異的光學(xué)透過(guò)性，廣泛用于照明、光學(xué)與醫(yī)用儀器、裝甲和紅外探測(cè)等諸多領(lǐng)域。MgO（規(guī)格：GFS-1）作為助劑可以顯著降低固相反應(yīng)溫度，拖拽晶界遷移速度，排出氣孔，促進(jìn)致密化；通過(guò)釘扎效應(yīng)抑制晶界遷移，避免晶粒異常長(zhǎng)大，優(yōu)化力學(xué)性能。MgO在此類(lèi)透明陶瓷中的添加量比較低（<1%），但其分散性卻非常重要。
3. 作為ZTA耐磨陶瓷的燒結(jié)助劑
Al2O3和ZrO2都具有耐高溫、耐磨損和較好的生物相容性等特性。以ZrO2增韌Al2O3制備ZTA納米復(fù)相陶瓷，可揚(yáng)長(zhǎng)避短，充分發(fā)揮其集成優(yōu)勢(shì)，在航空航天、發(fā)動(dòng)機(jī)耐磨部件及人工股骨球頭等方面具有重要應(yīng)用。MgO（規(guī)格：GFS-1）在ZTA陶瓷中的致密化及晶粒細(xì)化機(jī)制與其在Al2O3中類(lèi)似，其使用量約為2%。
4. 作為L(zhǎng)iNbO3晶體添加劑
摻鎂鈮酸鋰（MgO:LiNbO3）晶體，在激光器中的NCPM倍頻、混頻和光參量振蕩（OPO）的應(yīng)用中有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，被廣泛地應(yīng)用于光參量振蕩、光參量放大（OPA）、準(zhǔn)相位匹配及集成光波導(dǎo)中[12]。使用99.995%高純MgO（規(guī)格：CGC-1）的摻入可以調(diào)控LiNbO3的居里溫度，其摻雜量通常低于5mol%，換算成質(zhì)量約低于1.4%。
