通过MgAl2O4固相反应过程中的化学热力学的理论计算和分析获知，MgAl2O4的烧结制备需要较高的温度和能耗。常规方法制备MgAl2O4耗费大量的能源、时间。微波加热技术是一种不同于传统依靠对流、传导、辐射加热的方式，它是利用微波特殊波段与材料细微结构耦合而使电子、离子等产生运动，而弹性惯性和摩擦力使这些运动受到阻碍，引起了介质损耗，从而使材料自身产生体加热，这是常规烧结无法比拟的优势。微波固相烧结较传统的加热方法具有快速、节能、环保等加热优势，同时还具有促进相结构均匀等非热优势。本文首先利用HFSS以及COMSOL有限元软件中的射频模块，传热模块和结构分析模块，建立合理的数学模型和物理控制方程，仿真模拟MgAl2O4在微波烧结炉中的温度特性曲线；然后设计MgAl2O4基的复合陶瓷组分，并经过微粉制备、微粉压坯、微波烧结等步骤，采用微波固相烧结技术，获得MgAl2O4基复合陶瓷材料；最后将试样运用XRD、SEM等手段进行表征。结果表明：1.理论计算部分，对于2.45GHz激励频率的微波，明确了微波电磁场与温度场的耦合关系，即，微波烧结腔的几何中心位置电场强度最强，同时烧结腔适合烧结圆柱状的试样。而且MgAl2O4基复合材料在微波烧结过程中，多物理场耦合情况下，升温特性的数值计算结果表明，微波烧结的起初，温度上升比较缓慢，经过一段时间后，大约在450s左右的时候，温度开始呈现指数上升。说明微波加热MgO-Al2O3体系材料的升温速率极快。2.常规烧结和微波烧结均能获得MgAl2O4，但对比研究表明，微波固相烧结制备MgAl2O4，微观上具备可以避免晶粒的长大，促进晶粒尺寸均匀、晶界圆润、材料致密等优点。且微波增加晶格点阵离子迁移率，导致扩散和烧结速度加快，降低了烧结活化能，降低烧结温度。对于MgO与Al2O3粉末材料体系，微波固相烧结制备MgAl2O4，在微波频率为2.45GHz的情况下，获得的较优的微波烧结参数：输出功率1600W，烧结时间30min。3.通过添加SiO2、SiC，微波烧结合成MgAl2O4基复合陶瓷。由于微波烧结的时间短，物质间来不及发生过多的副反应，微观上杂质相能够得以控制，而且宏观上，试样保持规则外形，没有变形。对于复合材料体系，微波固相烧结制备MgAl2O4，在微波频率为2.45GHz的情况下，在1800W反应30min即能完全反应生成MgAl2O4基复合陶瓷材料。总之， MgAl2O4基复合陶瓷中，SiC可以改善混合材料压坯在微波场内的微波特性；SiO2的存在一方面有助于原位生成MgAl2O4，另一方面，熔融态下弥补于颗粒空隙中间，有利于提高MgAl2O4基复合陶瓷材料的致密度及韧性。MgAl2O4基复合陶瓷材料具有良好的防腐耐磨、耐高温性能的组织保证，将在耐火材料、金属表面陶瓷化改性材料等方面成为一种新型陶瓷材料。