镁铝尖晶石（MgAl2O4）透明陶瓷具有优异的力学性能、可见到红外波段的高光学透过率、优异的耐腐蚀和耐磨损性能，广泛应用于透明装甲、导弹整流罩、航天器窗口以及固态照明等领域。目前常见的应用于透明装甲的材料还包括Al2O3透明陶瓷和Y2O3透明陶瓷等多晶陶瓷材料，氧化铝透明陶瓷具有优异的力学性能，但是单斜相的晶体结构使得氧化铝透明陶瓷在可见光波段的透过率较低，难以实现大尺寸的制备，Y2O3透明陶瓷的光学质量较好，但是相对较差的力学性能限制了其应用的广泛性。相对而言，镁铝尖晶石透明陶瓷的综合性能优异，光学和力学性能良好，能够实现大尺寸、复杂形貌的制备，同时通过对其组分的调控能够实现陶瓷性能的进一步优化。综合上述优点，高质量的镁铝尖晶石透明陶瓷在透明装甲等领域具有良好的应用前景。
　　在本研究工作中，通过非反应烧结法以及反应烧结法两种途径来制备高质量的镁铝尖晶石透明陶瓷。首先采用非反应烧结的方法，添加不同含量的CaO作为烧结助剂，通过空气预烧结合热等静压烧结（HIP）的两部烧结法制备镁铝尖晶石透明陶瓷；其次，在非反应烧结的基础上，按照相同的两步烧结法的烧结途径，采用反应烧结法，通过对镁铝尖晶石组分的调节来制备富铝镁铝尖晶石透明陶瓷，制备得到了具有较高质量的镁铝尖晶石透明陶瓷。本工作的主要的研究内容如下：
　　（1）通过非反应烧结制备镁铝尖晶石透明陶瓷，作为烧结助剂，系统地研究了预烧温度对陶瓷的微观结构、光学质量和力学性能的影响。结果表明，添加0.1wt%CaO的MgAl2O4透明陶瓷（厚度为1.8mm）经过1525℃×3h空气预烧结合HIP后处理（条件：1600℃×3h，150MPa）后具有最佳的光学质量，在1100nm处的直线透过率达到86.3%，接近其理论透过率（87.3%），在600nm处的直线透过率为82.5%，平均晶粒尺寸只有1.5μm，三点抗弯强度高达281±16MPa，可与氧化铝陶瓷的强度值相比拟，维氏硬度达到13.23±0.07GPa。
　　（2）在前期工作的基础上，系统地研究了CaO的不同添加量对镁铝尖晶石陶瓷的致密化过程、微观结构和光学性能的影响，结果表明当CaO的添加量为0.125wt%时，经过1525℃×3h空气预烧结合HIP后处理（条件：1600℃×3h，150MPa）的MgAl2O4透明陶瓷（厚度为1.8mm）具有最佳的直线透过率，在1100nm处的直线透过率达到86.5%，同时在短波处其直线透过率也有所提高，在600nm处的直线透过率达到83.7%，当CaO的添加量增加至0.15wt%时，陶瓷内部析出铝酸钙第二相。
　　（3）通过反应烧结法结制备富铝镁铝尖晶石透明陶瓷。系统地研究了不同预烧温度对镁铝尖晶石陶瓷的致密化过程、微观结构和光学质量的影响。结果表明，经过1450-1600℃×3h空气预烧后所得的陶瓷均为镁铝尖晶石纯相。经过1550℃×3h空气预烧结合HIP后处理（条件：1600℃×3h，176MPa）的镁铝尖晶石透明陶瓷（厚度为2mm）具有最佳的光学透过率，在1100nm处的直线透过率高达86.4%，在短波600nm处的直线透过率达到83.3%，平均晶粒尺寸为12.2μm。