镁铝尖晶石透明陶瓷具有低密度、高硬度、耐腐蚀、高强度、高温稳定性、从近紫外到中红外波段的高透过率等优异性能,被认为是可用在具有挑战性的军事领域的候选材料,如透明装甲、激光点火器、导弹发射器和侦察吊舱的红外透明窗口以及红外搜寻导弹的透明头罩。为了解决热压烧结工艺存在的不足,本文以商用高纯度Mg Al2O4粉体为原料,不加入烧结助剂,分别采用传统常压烧结/热等静压和微波烧结/热等静压两种工艺制备Mg Al2O4透明陶瓷。最终用微波快速烧结/热等静压工艺制备出了具有较高性能的Mg Al2O4透明陶瓷球罩,为将来Mg Al2O4透明陶瓷的工程化应用提供了一种新途径,重点开展了以下研究:无压烧结前需要先将粉体成型出具有一定形状的素坯,素坯的密度和微观结构的均匀性都会对陶瓷的致密化有明显的影响。首先开展了Mg Al2O4粉体干压/冷等静压成型工艺研究。对于干法成型来说,原料粉体的分散性和流动性会直接影响素坯的微观结构。因此针对原始纳米粉体存在团聚、粒度分布不均匀的问题,采用湿法球磨工艺来细化粒径,研究了分散介质、磨球尺寸的影响,结果表明以酒精为分散介质,减小磨球直径利于粉体的分散,粒径更细、素坯密度更高。为了提高粉体的流动性,将Mg Al2O4粉体喷雾造粒改性处理,研究了浆料固含量、干燥温度、粘结剂含量对造粒粉形貌和流动性的影响,结果表明固含量为21 wt%,干燥温度为180℃,PVA添加量为1.0 wt%的工艺制备的造粒粉流动性最好。研究了成型压力对素坯密度的影响,结果表明干压成型压力对素坯密度没有影响,密度主要由冷等静压压力决定。针对干法成型存在粉体干燥和成型过程中可能产生二次团聚,导致素坯密度和均匀性下降的问题,开展了Mg Al2O4粉体的凝胶注模湿法成型工艺研究。研究了浆料的p H值、分散剂含量以及球磨工艺对浆料流变性的影响,还研究了单体含量、单体和交联剂的质量比、以及引发剂和催化剂的含量对Mg Al2O4浆料固化成型和素坯密度的影响。结果表明,浆料最佳p H值为10,分散剂最佳含量为6 wt%,单体的最佳含量为16 wt%,单体与交联剂的最佳质量比为15:1,引发剂的最佳添加量为1.25 vol%,催化剂的最佳添加量为0.75 vol%。由于低固含量（30 vol%）浆料凝胶注模成型的素坯在排胶后密度较低,又将素坯进行了冷等静压处理,显著提高了素坯密度,最终制备的Mg Al2O4素坯相对密度达到50.5%,且孔径均匀分布、尺寸约为30 nm。最后开展了Mg Al2O4陶瓷的烧结致密化和性能研究。研究了粉体粒径、成型工艺、常压烧结温度和时间、微波烧结温度和时间、热等静压温度对Mg Al2O4陶瓷的密度、微观结构的演变和性能的影响。结果表明,粒径小、团聚少的粉体有利于致密化,得到的陶瓷样品光学性能和力学性能更好。凝胶注模成型的素坯比干法成型的素坯致密化程度高,制备的透明陶瓷透过率更高、光学均匀性好、晶粒尺寸更小、力学性能高。微波烧结比传统常压烧结致密化所需的温度更低,保温时间大幅缩短。从烧结动力学的角度分析了微波烧结和常压烧结Mg Al2O4的致密化机制,结果表明,两种烧结工艺的致密化机制均为晶界扩散,微波烧结的烧结活化能更低,因此致密化速率更高。热等静压温度低,得到的样品有残余气孔,影响光学性能;温度过高,会产生晶粒内气孔,晶粒尺寸过大导致力学性能下降。通过工艺参数的优化,最终用低固含量凝胶注模/冷等静压成型的Mg Al2O4的素坯,经1500℃微波烧结80 min和1650℃/170 MPa/3 h热等静压工艺处理,制备出了具有良好光学性能和力学性能的Mg Al2O4透明陶瓷球罩,3 mm厚的样品在400 nm处的透过率高达83.2%,抗弯强度达到237±15 MPa,维氏硬度达到13.6±0.08 GPa,断裂韧性达到1.61±0.05 MPa?m1/2。