耐火材料，具有异常高熔点并在非常高的温度下保持其结构特性的材料。主要由陶瓷组成的耐火材料在冶金，玻璃制造和陶瓷工业中大量使用，在那里它们形成各种形状以排列炉子，窑炉和其他在高温下加工材料的装置的内部。

来了解下陶瓷耐火材料的基本性能，以及主要耐火材料及其应用。

由于它们的主要化学键具有高强度，许多陶瓷具有高熔点和化学惰性的非常好的组合。这使它们可用作耐火材料。化学惰性的特性在冶金和玻璃制造中特别重要，因为炉子暴露在腐蚀性很强的熔融材料和气体中。除耐温和耐腐蚀性外，耐火材料还必须具有优异的物理磨损或耐磨性，并且必须耐腐蚀热冲击。

当物体从高温快速冷却时发生热冲击。表面层与内层收缩，导致拉伸应力的发展和裂缝的传播。尽管陶瓷具有众所周知的脆性，但通过在加工过程中调整其微观结构，陶瓷可以抵抗热冲击。与陶瓷等白色陶瓷相比，陶瓷耐火材料的微观结构非常粗糙，甚至与砖等结构较少的结构粘土产品相比也是如此。

填料颗粒的尺寸可以是毫米级，而不是白色器皿中的微米级陶瓷。此外，大多数陶瓷耐火产品是相当多孔的，在材料中加入了大量不同尺寸的空气空间。大颗粒和孔隙的存在会降低产品的承载强度，但它也会使裂缝钝化，从而降低对热冲击的敏感性。然而，在耐火材料与腐蚀性物质接触的情况下（例如，在玻璃熔炉中），多孔结构是不希望的。然后可以以更高的密度制造陶瓷材料，并掺入更少量的孔。

陶瓷耐火材料的组成和加工根据应用和耐火材料的类型而有很大差异。大多数耐火材料可以基于组合物分类为基于粘土或基于非粘合剂。在粘土基耐火材料中有耐火粘土，高氧化铝和莫来石陶瓷。有各种各样的非粘性耐火材料，包括碱性，超高氧化铝，二氧化硅，碳化硅和锆石材料。

大多数粘土基产品的加工方式与其他传统陶瓷相似，如结构粘土产品; 例如，采用诸如压制成型或挤压的硬泥工艺来形成器皿，随后将其干燥并通过长隧道窑进行烧制。烧制引起部分玻璃化或玻璃形成，其是将颗粒结合在一起的液体烧结过程。另一方面，基于非粘土的耐火材料使用为先进陶瓷材料保留的技术进行粘合。例如，超高氧化铝和锆石通过瞬态液态或固态烧结来粘结陶瓷，通过组分之间的化学反应将碱性砖结合，并且通过硅砂和焦炭使碳化硅反应结合。这些过程在高级陶瓷文章中有所描述。

粘土基耐火材料的主力是所谓的耐火粘土材料。它们由含有硅铝酸盐矿物，耐火粘土分为低负荷，中等负荷，高负荷和超负荷，随着氧化铝含量的增加，使用温度升高。耐火砖，或耐火砖在加热时表现出相对低的膨胀，因此具有适度的抗热冲击性。它们在酸性环境中相当惰性，但在碱性环境中具有很强的反应性。

基础耐火材料包括 氧化镁，白云石，铬和这些材料的组合。镁质砖是由方镁石，氧化镁的矿物形式。方镁石由菱镁矿生产，或者由氢氧化镁生产，氢氧化镁又来自海水或地下盐水溶液。镁质砖可以化学粘合，沥青粘合，燃烧或燃烧，然后沥青浸渍。

所有的基础耐火材料都表现出优异的耐铁氧化物性能和与炼钢相关的碱性炉渣，特别是当它们以碳粉添加剂作为薄片或沥青粘合或焦油浸渍的残余碳时。因此，他们在碱性氧气炉，电炉和平炉的炉衬中找到了广泛的应用。它们还用于排列铜转换器的内部。