镁铝尖晶石(MgAl2O4)作为先进的透明陶瓷材料，具有透过波段宽、透过率高、各向同性，高熔点、高硬度、高强度、高电阻率、高热导率、高抗热震，耐腐蚀和耐高温等优异性能，可广泛应用于红外制导窗口、高马赫航空器的整流罩、透明装甲和极端环境下的光电设备窗口等关系**安全与高性能关键设备领域。本文简要介绍了镁铝尖晶石透明陶瓷的基本性能和国内外研制情况，重点介绍中材人工晶体研究院有限公司三十余年在镁铝尖晶石高纯粉体合成、镁铝尖晶石透明陶瓷成型烧结工艺和性能研究及应用开发方面所做工作，分析了材料研制中遇到的困难与在应用开发过程中面临的竞争和挑战，思考材料的研究方向、方法，并对其应用和发展予以展望。

在陶瓷的常规制备方法中，高温烧结一直是获得致密微结构和优良性能的必要条件。近年来兴起的冷烧结(CSP)技术通过溶解-沉淀等机理，能在350 ℃以内的超低温条件下实现多种陶瓷材料的快速致密化，有效应对了常规高温烧结在能耗、微结构控制及与有机物共烧等方面存在的问题，具有巨大的发展空间和潜力。本文综述了冷烧结的发展历史、工艺流程和致密化机理，对冷烧结技术在陶瓷材料制备中的应用现状进行了概述，涉及生物陶瓷材料、新能源材料、半导体材料、介电材料、热电材料、高温下不稳定材料等，并展望了冷烧结的未来发展趋势。

传统方法制备微波介质陶瓷通常需要1 000 ℃以上高温, 不仅工艺周期长、能量消耗高, 而且难以实现多种材料体系的集成共烧。如今, 无线通讯技术的不断革新和蓬勃发展对微波器件小型化、集成化提出了更高要求, 低温共烧陶瓷/超低温共烧陶瓷技术被开发和广泛应用。研究烧结温度更低、烧结效率更高, 且微波介电性能优异的节能环保型绿色制备工艺, 已经成为全球范围内研究热点之一。液相烧结、热压烧结、微波烧结、放电等离子体烧结、闪烧等烧结工艺的提出促进了低温烧结微波介质陶瓷的发展。最近, 又出现了一种新的超低温烧结工艺-冷烧结技术。冷烧结具有极低的烧结温度(一般 ≤300 ℃)、可在短时间内实现陶瓷高致密化, 且在物相稳定性、复合共烧以及晶界控制等方面有着优势, 为超低温烧结工艺以及微波介质材料体系的开发提供了新的契机。

微波介质陶瓷作为介质材料被广泛应用于物联网、工业互联网、5G通信、全球卫星通信系统的无源器件中。从微波介质陶瓷的研究背景出发, 介绍了冷烧结的致密机理和工艺参数, 总结了冷烧结微波介质陶瓷的主要材料体系和器件, 指出了冷烧结微波介质陶瓷的主要问题和发展前景。冷烧结技术具有烧结温度低(<300 ℃)、可共烧异质材料、烧结前后晶粒尺寸差异小、制备工艺简单、节能环保等多种优点, 在多层共烧陶瓷和微波系统集成方面具有潜在应用。

高质量的陶瓷靶材对于射频磁控溅射法可镀制出综合性能优异的 BaBiO3基负温度系数热敏薄膜至关重要。基于此, 本工作以纯 BaBiO3靶材样品的收缩率、平整度和体积密度为主要质量特性衡量指标, 通过改变保压时间、烧结温度、保温时间和升温速率等 4个因素, 设计了正交实验并加以分析各因素与靶材质量指标的构效关系。同时, 基于烧结行为对 BaBiO3靶材晶粒生长的影响关系, 包括调控烧结温度、保温时间和升温速率等关键烧结工艺参数, 结合唯象方程和截距法, 探讨了晶粒生长机制、生长指数 n与关键影响因素间的内在关联性。基于此, 进一步联合 X射线衍射、Raman光谱、扫描电子显微镜和能谱等表征方法分析了不同工艺参数条件下靶材样品的相结构和元素构成, 从而验证了正交化实验的有效性。结果表明, 获得综合质量较优(变形程度小、致密度高和表观质量良好)的 BaBiO3陶瓷靶材的烧制工艺为: 保压时间 12 min、烧结温度 750 ℃、保温时间 120 min和升温速率 2 ℃/min。

LiNi1-x-yCoxMnyO2正极材料作为最有商业化前途的锂离子电池正极材料，近年来成为研究者关注的焦点。但目前针对该材料合成工艺的研究还较少。对LiNi0.8Co0.15Mn0.05O2开展了不同的烧结工艺研究，并对制备出的正极材料进行了表征和性能测试。研究发现在0.1C (电池容量额定值)倍率下充放电比容量为200 mA·h·g-1左右，在1C倍率循环100次下，480 ℃@3 h + 780 ℃@5 h和500 ℃@5 h + 780 ℃@10 h两种烧结工艺下容量保持率分别为94%和86%，说明用这两种工艺制备的正极材料的综合性能最优。

为了克服游离磨粒抛光的随机性、磨料浪费以及产生的水合层等问题，提出了一种无水环境下熔融石英玻璃固结磨粒抛光技术。研究实现了稳定的抛光轮烧结工艺，并应用于熔融石英玻璃抛光加工，通过对加工产物和抛光轮粉末进行EDS能谱分析和XRD衍射分析，从微观上初步阐述了固结磨粒抛光的去除机理；从宏观上探索压力和转速对去除效率和表面粗糙度的影响。实验结果表明：加工过程中，在法向力和剪切力作用下，CeO2磨粒和熔融石英发生化学反应，CeO2将SiO2带出玻璃，实现材料去除；同时，压力和转速对加工效率影响并不遵循Preston公式，温升和排屑成为决定去除效率的关键。

通过实验对比的方法对单晶硅太阳电池电致发光(EL)缺陷及不同工艺的影响进行了分析，测试了电池片的开路电压、短路电流、填充因子、光电转换效率等性能参数，并统计了太阳电池片的EL缺陷比例。实验发现浆料组分配比、烧结工艺稳定性及硅片质量是引起太阳电池EL缺陷的主要原因，浆料质量、丝网印刷工艺参数、烧结温度稳定性及镀膜工艺的减反射及钝化效果也对太阳电池的光电转换效率存在一定的影响。在此基础上，通过分析建议改善烧结工艺稳定性，采用性能更好的浆料和硅片，优化丝网印刷参数及氨气和硅烷流量比，来改善太阳电池EL缺陷，提高太阳电池的光电转换效率和合格率。

用高温烧结工艺制作的高可靠五线电阻式触摸屏,因ITO方阻更均匀、电极电阻更稳定,而具有更高的线性度和可靠性,可实现在较宽的温度范围内长期工作无漂移。介绍了这种新型五线触摸屏的主要工艺流程、技术难题、关键技术和产品优点。