氧化鎂是一種相當(dāng)常見的堿性氧化物，是生產(chǎn)氫氧化鎂和金屬鎂的主要原料。在陶瓷材料運(yùn)用中，由于氧化鎂的熔點(diǎn)高達(dá)2800℃，具有一些特殊優(yōu)異的性能，因此在先進(jìn)陶瓷領(lǐng)域內(nèi)也相當(dāng)吃香，既可直接燒結(jié)成氧化鎂陶瓷，也可作為添加劑使用。
那么作為先進(jìn)陶瓷的制備生產(chǎn)中一種常見的添加劑，氧化鎂的作用是什么？在燒結(jié)過(guò)程中，它會(huì)帶給陶瓷那些變化？下面我們通過(guò)幾個(gè)案例了解一下。
MgO對(duì)氧化鋁陶瓷的影響● MgO對(duì)氧化鋁陶瓷燒結(jié)溫度及致密化的影響
首先氧化鎂作為常見的燒結(jié)助劑，是能夠有效的降低氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度的。以高純ａ-Al2O3粉體為原料，MgO為燒結(jié)助劑，采用放電等離子燒結(jié)技術(shù)（SPS）制備氧化鋁陶瓷。添加適量MgO可以降低氧化鋁陶瓷的燒結(jié)溫度，抑制晶粒長(zhǎng)大，提高致密度，0.25％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）是MgO的添加量。
● MgO對(duì)氧化鋁陶瓷力學(xué)性能和晶粒生長(zhǎng)方面的影響
采用氧化鋁粉為原料、MgO為添加劑、兩步燒結(jié)工藝制備氧化鋁陶瓷。隨著MgO添加量的提高，氧化鋁陶瓷燒結(jié)樣品的相對(duì)密度、抗彎強(qiáng)度與硬度呈先上升后略微下降的趨勢(shì)。當(dāng)MgO含量低于固溶極限時(shí)，Mg加快了晶界擴(kuò)散，對(duì)晶粒有一定的細(xì)化作用，致密度與力學(xué)性能較好；當(dāng)MgO含量超過(guò)固溶極限時(shí)，雖然對(duì)晶粒細(xì)化作用增強(qiáng)，但在晶界形成的鎂鋁尖晶石會(huì)使氣孔排出受阻。
在晶粒生長(zhǎng)方面，隨著MgO添加量的提高，樣品的晶粒大小和均勻性呈先上升后略微下降的趨勢(shì)。當(dāng)MgO含量在0.25%時(shí)，平均粒徑小，晶粒分布也較集中，性能佳；當(dāng)MgO含量在0.5%時(shí)，晶粒更細(xì)小，晶粒分布更均勻，大的晶粒尺寸也只有2.2μm，但是致密度差。
● MgO對(duì)氧化鋁透明陶瓷光學(xué)性能的影響
MgO對(duì)氧化鋁透明陶瓷的力學(xué)性能及致密性的影響規(guī)律類似于普通氧化鋁陶瓷，合適的MgO添加量均對(duì)其力學(xué)性能、致密性、抑制晶粒生長(zhǎng)有著積極作用。
而在透明氧化鋁陶瓷的光學(xué)性能方面，當(dāng)MgO的摻雜量較低時(shí)，透明陶瓷的光透過(guò)率比較高，這是由于適量的MgO可以抑制晶界的快速移動(dòng)，使得氣孔排出比較完全，陶瓷更加致密，透過(guò)率較高。
但隨著摻雜量的增加，MgO含量超過(guò)在Al2O3中的固溶度后，會(huì)局部形成第二相，形成光的散射中心，造成透明陶瓷透過(guò)率的下降。
MgO摻雜對(duì)氧化鋅線性陶瓷的影響工業(yè)制造中的ZnO線性陶瓷電阻具有電阻率變化范圍大，通流密度大，非線性系數(shù)低，電阻溫度系數(shù)小的優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力-電子、交通、通信及家用電器等方面。但傳統(tǒng)的ZnO復(fù)合陶瓷仍存在許多問(wèn)題，如結(jié)構(gòu)均勻性差、工業(yè)生產(chǎn)重復(fù)率低、穩(wěn)定性差、理論研究不充分等。
MgO的添加有助于改善ZnO陶瓷電阻的阻溫系數(shù)，適量的MgO可促進(jìn)燒結(jié)，提高陶瓷的致密度，但過(guò)量添加反而會(huì)使陶瓷致密度下降。
MgO對(duì)鐵電陶瓷的影響● MgO對(duì)鈦酸鍶鋇陶瓷的結(jié)構(gòu)和性能的影響
鈦酸鍶鋇(BST)鐵電陶瓷材料以它的高可調(diào)性和低介電損耗在作為相控陣中的移相器和微波頻率下的可調(diào)器件有非常好的應(yīng)用前景。由于目前的各種鐵電材料均存在某些方面的不足，通過(guò)各種手段提高其綜合性能，成為鈦酸鍶鋇材料實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用必須解決的關(guān)鍵問(wèn)題。
除了用稀土元素離子進(jìn)行A位摻雜取代，MgO、MgTiO3、Mg2SiO4等化合物加入到BST陶瓷和薄膜中也可以降低其介電常數(shù)和介電損耗。
● MgO對(duì)BaTiO3基陶瓷性能的影響
采用均勻沉淀法將MgO均勻地包覆在BaTiO3基陶瓷粉體表面，能有效抑制晶粒長(zhǎng)大，從而獲得晶粒均勻的陶瓷，此細(xì)晶效應(yīng)是由于晶界區(qū)MgO的抑制作用；MgO有助于形成“殼一芯”結(jié)構(gòu)晶粒，降低并展寬BaTiO3基陶瓷的ε峰，增加電阻率和擊穿電壓強(qiáng)度。
