镁铝尖晶石因其优异的化学稳定性、力学性能和抗辐照性能,在核聚变系统的结构材料和高放废物固化中有着广阔的应用前景。优化尖晶石的制备工艺,提高其力学性能,研究其抗辐照损伤能力对尖晶石在核环境下的应用具有深远意义。本论文开展的研究工作包括:（1）利用两步烧结法（溶胶-凝胶燃烧法+高温烧结法）制备了一系列MgO·nAl2O3尖晶石陶瓷,并对所制备的陶瓷进行结构表征;（2）研究了所制备单相MgO·nAl2O3块状陶瓷的力学性能;（3）首次采用原位辐照验证了纳米晶粒Mg Al2O4尖晶石的耐辐照性。首先采用溶胶-凝胶燃烧法合成了不同化学计量的尖晶石粉体,运用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）对制备的粉体进行物相及晶粒大小的研究。结果表明,采用溶胶-凝胶燃烧法可以在800℃制得晶粒尺寸小于20 nm的单相MgO·nAl2O3（n=0.9～1.3）粉体。将粉末压制成型并在马弗炉中烧结可得到单相MgO·nAl2O3（n=1.0～1.3）块状陶瓷。利用XRD、扫描电子显微镜（SEM）及拉曼光谱（Raman）对块状陶瓷的结构及微观形貌进行研究。结果表明,通过优化的制备工艺可以获得晶粒尺寸小于0.72μm的陶瓷。另一方面发现随Al2O3含量的增加,MgO·nAl2O3（n=1.0～1.3）块状陶瓷的有序度会先增大后减小。采用纳米压痕实验测试了单相MgO·nAl2O3块状陶瓷的力学性能。测得所制备陶瓷的硬度在19 GPa以上,高于以往研究结果,弹性模量在256 GPa以上,说明所制备陶瓷具有优异的力学性能,且解决了MgO·nAl2O3陶瓷的硬度随Al2O3含量增多而迅速降低的问题。经分析发现材料力学性能的提高得益于晶粒尺寸的减小,表明本文提出的工艺可用于制备力学性能优异的细晶陶瓷。除此之外,我们对纳米晶粒Mg Al2O4尖晶石进行了原位离子束辐照实验。在298 K温度下采用800 ke V的Kr2+离子对样品进行辐照。通过TEM观察发现即使在最大辐照剂量（约30 dpa）下,样品依然没有非晶化。实验结果表明,纳米晶粒Mg Al2O4尖晶石有着极其优异的耐辐照性。