耐火材料的研究与进展

耐火材料的研究与发展

摘要：本文通过使用一种新型研究方法对耐火材料的耐高温冲蚀磨损进行实验，了解了材料的的高温耐冲

蚀磨损性能，着重讨论高温下影响耐火材料的耐磨损性能的因素，得出结论。通过总结。

关键词：耐火材料高温耐冲蚀磨损性能研究方法发展前景

目录

1 文献综述 (2)

1.1 引言 (2)

1.2 耐火材料的介绍 (2)

2 耐火材料的分类 (3)

2.1按主晶相酸、碱性质分类 (3)

2.1.1酸性材料制品 (3)

2.12碱性材料制品 (3)

2.13中性材料制品 (3)

2.2按组成耐火材料主要成份分类 (3)

2.2.1硅铝系列品 (3)

2.2.2镁铬系列制品 (3)

2.23.镁铝系列品 (3)

2.2.4镁钙系列产品 (3)

2.2.5镁硅系列制品 (3)

2.3按耐火材料高低分类 (4)

2.3.1普通 (4)

2.3.2高级耐火材料 (4)

2.3.3特级耐火材料 (4)

2.4按是否定型分类 (4)

3 耐火材料的高温耐冲蚀磨损性能实验 (4)

3.1固体粒子冲蚀试验设备类按试验目的可分为 (4)

3.1.1典型试验设备 (4)

3.12评价材料用试验设备 (4)

3.13大型台架性设备 (4)

3.2试验室用来评价材料及机理研究设备 (5)

3.3影响冲蚀磨损的因素 (5)

3.4试验结果 (5)

3.4.1体密和气孔率对冲蚀率的影响 (5)

3.4.2水泥加入量对刚玉质耐火材料冲蚀率的影响 (5)

3.4.3：硅微粉加入量对刚玉质耐火材料冲蚀率的影响 (5)

3.4.4试样的临界粒度对刚玉质耐火材料冲蚀率的影响 (6)

3.5实验结论 (6)

3.5.1 (6)

3.5.2 (6)

3.5.3 (6)

3.5.4 (6)

3.5.5 (6)

3.6材料冲蚀磨损的几种模型 (6)

3.6.1 以弹塑性变形为主的冲蚀磨损模型微切削模型 (6)

3.6.2压锻造成片模型 (6)

3.6.3 以疲劳裂纹为主引起的冲蚀磨损模型 (7)

3.6.4 二次冲蚀模型 (7)

3.6.5脆性材料的冲蚀模型 (7)

3.6 .6流体冲蚀模型 (7)

4 耐火材料今后发展应注意的问题 (7)

4.1实现可持续发展的研究 (7)

4.1.1耐火材料矿产资源的综合利用 (8)

4.1.2耐火材料的回收利用 (8)

4.1.3减少于防止对环境的污染 (8)

4.2几个值得注意的问题 (9)

4.2.1新的思路，开发新的材料体系 (9)

4.2.2注意耐火材料新功能的开发 (9)

5 结论 (9)

致谢....................................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献： . (10)

1 文献综述

1.1 引言

本文通过对耐火材料基本性能的初步了解和对其进行高温耐冲蚀磨损性能实验研究，以

及对耐火材料在今后发展中应注意的问题进行分析，充分了解耐火材料的最新科技和其未

来的前景。

1.2 耐火材料的介绍

耐火材料是火度不低于1580℃的一类无机非金属材料。耐火度是指耐火材料锥形体试

样在没有荷重情况下，抵抗高温作用而不软化熔倒摄氏温度。耐火材料广泛用于冶金、化

工、石油、机械制造、硅酸盐、动力等工业领域，在冶金工业中用量最大，占总产量的50％～60％。耐火材料与高温技术相伴出现，大致起源于青铜器时代中期。中国东汉时期已用

粘土质耐火材料做烧瓷器的窑材和匣钵。20世纪初，耐火材料向高纯、高致密和超高温制

品方向发展，同时出现了完全不需烧成、能耗小的不定性材料和耐火纤维。现代，随着原子能技术、空间技术、新能源技术的发展，具有耐高温、抗腐蚀、抗热振、耐冲刷等综合优良性能的耐火材料得到了应用。

2 耐火材料的分类

2.1按主晶相酸、碱性质分类

2.1.1酸性材料制品

这类产品中以石英（SiO2)为第一相,SiO2属酸性氧化物，帮而得名。硅砖是酸性材料的代表产品；半硅砖、耐碱砖、耐酸砖中SiO2含量60％到80％，是半酸性材料。

2.12碱性材料制品

以MgO、CaO为主晶相，因MgO、CaO是碱土氧化物，故而称为碱性耐火材料。它们的熔点高，抗碱性渣（C/S＞2)侵蚀能力很强，属于高级耐火材料，但它们易于水化。镁铬砖、白云石砖、橄榄石砖等产品，主要华化学成份也是MgO、CaO也属于碱性材料。

2.13中性材料制品

以Al2O3、ZrO2为主晶相，它们的化学行为可变，当遇到碱性氧化物时表现出酸性特点，如生成MgO、Al2O3、Al2O3、ZrO2；遇到有强酸性氧化物时又表现碱性特点。如生成黏土砖、高铝砖、菒来石砖是中性材料代表产品。锆英石制品也是中性产品。

2.2按组成耐火材料主要成份分类

所谓主要成份是指第一相和第二相成份，含量大约占化学成份总量的90％左右。现代耐火材料技术发展越来越多项材料配料，故出现第二相、第三相成份，调节第二相、第三相成份即可产生新的技术，在化学组成上超出了第一相分类局限性，是应用最普遍的一种分类方法。

2.2.1硅铝系列品

要硅铝系列材质中，主要成分是SiO2、Al2O3，它包括黏土砖、高铝砖、硅线石、蓝晶石、红柱石、莫来石砖等制品。

2.2.2镁铬系列制品

镁铬系列中主要成分是MgO、Cr2O3，方镁石为第一相，镁铬尖晶石为第二相，属于这个系列的产品有镁铬砖和铬镁砖。

2.2

3.镁铝系列品

主要成分是MgO、Al2O3，由于它们生成MgO.Al2O3，镁铬系列制品中都含有镁质材料。

2.2.4镁钙系列产品

主要成分是以MgO、CaO。它们都有极高的熔点，是重要的镁质材料。

2.2.5镁硅系列制品

镁砂系的主要成分是SiO2，当C/S＜5时，SiO2和MgO生成MgO.Al2O3（镁橄榄石），从显微矿物组成角度说，纯铝系列的主要产品有镁铝砖、方镁石尖晶石砖、刚玉尖晶石砖，不定型材料中的铝－尖晶石浇注料也属于镁铝系列产品。

2.3按耐火材料高低分类

耐火材料由多种矿物组成，各种矿物自有熔点，在高温下它们或者共存，或者生成第三者矿物，出现低共熔融温度。耐火材料是低共熔融状态下的温度，但要高于低共熔融温度。耐火材料指标越高。表明抵抗高温能力越好，用耐火材料指标高低将耐火材料分成“普通”“高级”“特级”三档。

2.3.1普通

耐火度1580～1770℃，耐火度1580～1770℃相当于SiO2-Al2O3二元系中Al2O315%～45%耐火制品，组成原料的主要矿物是高岭石。

2.3.2高级耐火材料

耐火度1770～2000℃，高铝砖、莫来石砖、普通镁质制品、镁铝砖、普通镁铬砖、橄榄石砖属于这个档次。

2.3.3特级耐火材料

耐火度大于2000℃，纯氧化物制品、熔铸制品、高纯直接结合镁铬砖、尖晶石砖、非氧化物制品等属于这个档次。目前，耐火材料界很少使用这个分类方法，它过于简单的表述了耐火材料技术，有些产品（用合成料）虽然耐火度并不是太高，但技术含量却非常高，是名符其实的特级耐火材料。

2.4按是否定型分类

按产品出厂前交货形状分为定型产品和不定型产品。凡称为砖者均为定型产品。各种浇注料、补炉料、捣打料、火泥等均为不定型产品。定型产品分为致密型和隔热型，耐火砖属于致密型制品，混凝土虽是定型交货产品，但它属于不定型产品。

3 耐火材料的高温耐冲蚀磨损性能实验

3.1固体粒子冲蚀试验设备类按试验目的可分为

3.1.1典型试验设备

这类设备可以严格控制条件，以便了解各参数对冲蚀行为的影响，有时为了弄清单元冲蚀过程，使用的试验条件往往与实际情况相距较大。这方面较有代表性的是单颗粒冲蚀试验设备。

3.12评价材料用试验设备

为使试验结果具有一定代表性，使几个关键参数尽可能接近或达到实际情况如磨粒的种类、粒度、形状、攻角及速度等，在保持冲蚀机理不变的前提下作强化试验，以便在较短的试验时间内获得可靠的数据。这类设备主要用来作材料耐冲蚀性能评价，也可以作冲蚀机理研究。

3.13大型台架性设备

为满足某些工程设计要求，必须对材料耐冲蚀性作实际测定，而专门设计建造具有一定规模的模拟设备。这类设备耗资较大，试验周期较长，能同时在几个关键性参数上达到或

接近实际工况条件。这是工程项目研究中不可缺少的设。

3.2试验室用来评价材料及机理研究设备

试验室冲蚀设备可以根据粒子获得速度或使它达到与靶材相对速度的办法分类：即真空中自由落体式、气流喷砂式、旋转臂式、离心加速式等四类。自由落体设备中粒子靠重力加速，故速度受到限制，一般只能达5m/s。气流喷砂式设备是用高速气体携带砂粒，这是目前最常用的试验方法，其冲蚀参数容易控制，操作显得方便。但是，粒子速度与气流速度有明显偏离。正如Finnie 指出：为了使粒子加速到空气流速度（152m/s）的0.6 倍，则需要把加速管子的长度保持在1.6m，这在试验室内往往难以实现。离心式粒子加速器较容易把粒子加速到高速，但必须对粒子运动轨迹作细致分析才能得出正确结论。

3.3影响冲蚀磨损的因素

冲蚀角、冲蚀速度、冲蚀时间及粒子流量、环境温度、粒子特性、材料性质、

3.4试验结果

以刚玉质耐火材料作为试样，用四组试样，每组四块，进行高温冲蚀试验可得出以下结论：

3.4.1体密和气孔率对冲蚀率的影响

脆性材料的显微组织对材料冲蚀行为有重要影响。陶瓷晶体内部往往存在大量的缺陷，晶界、晶相、气孔和裂纹等因素都会造成结构上的微不均匀，对冲蚀造成大的影响这是因为气孔等缺陷的存在使得裂纹容易在这些部位萌生和扩展，较多的气孔更容易造成材料的流失；晶粒的细化导致晶粒边界的增多，从而限制了裂纹的扩展[1]。牟军认为冲蚀损伤往往发源于材料的最薄弱环节，即冲蚀破坏取决于材料中的最大缺陷尺寸，并指出可以通过改善显微组织来提高材料的抗冲蚀性能[2]。

3.4.2水泥加入量对刚玉质耐火材料冲蚀率的影响

纯铝酸钙水泥的矿物组成主要为CA2，一般为60%~73%；其次为CA，一般为26~30%；还有少量的CA6和α- Al2O3等[3]。CA2和CA 遇水后水化主要形成结晶良好的针状或片状水化铝酸钙矿物晶体。烧结过程中，900℃之前，水化铝酸钙脱除90%左右的游离水和部分结合水，气孔率增加。剩余6~10%的结合水是进入配位结构以羟基形态存在的结合水，在900~1200℃之间脱除时，使原有晶格破坏，形成新的矿物结构，即二次CA 、CA2化。这导致了气孔率增加，致密度下降。1500℃烧结后，纯铝酸钙水泥所形成的主要物相为CA 和α-Al2O3，以及少量的CA6、C2AS 等。

3.4.3：硅微粉加入量对刚玉质耐火材料冲蚀率的影响

微粉具有填隙作用，增加硅微粉用量可以提高强度，但线变化率也增大。众所周知,在以硅微粉为结合系统中，早期强度的获得是由于SiO2微粉遇水后形成胶粒，并吸附铝酸钙水化过程中缓慢溶出的Al3+ 和Ca2+离子，使其ξ电位下降，当达到“等电点”时即发生凝结硬化。另外，活性SiO2表面形成类似硅胶结构的Si-OH 键,脱水聚合成Si-O-Si网状链，同时吸附Al3+、Ca2+及电解质带入的Na+离子，也能产生凝结硬化作用在硅氧烷网状结构中，硅与氧之间的键，随着温度的升高而不断裂，因此强度也不断提高。同时，在高温下SiO2网状结构还会与其所包裹的Al2O3发生反应而生成莫来石，可提高样块中高温强度。随着SiO2微粉的增加,必然会对110℃和1000℃热处理后强度的增加有贡献。

3.4.4试样的临界粒度对刚玉质耐火材料冲蚀率的影响

晶粒越细小，抗冲蚀性能越好。这是因为晶粒较大或晶粒大小不一，易造成晶粒之间结合不紧密，裂纹易于扩展。更为主要的是刚玉质耐火材料的基体受到磨粒尖角的切削和犁沟作用，逐渐疲劳剥落、下凹，突起的硬刚玉颗粒承受磨粒的主要冲击和切削，磨粒以一定角度冲蚀磨损表面时，会产生“阴影效应”[4]。处在刚玉颗粒阴影中的基体材料遭受冲击和切削的几率变小、程度减轻。因而基体得到良好保护并充分发挥“支撑作用”，“阴影效应”和“支撑作用”的共同作用，使耐火材料磨损大大减少，整体抗冲蚀性得到提高。

3.5实验结论

3.5.1提高耐火材料的体积密度会使整体材料的抗冲蚀性能得到提高;

3.5.2 刚玉耐火材料的抗冲蚀性能和水泥加入量密切相关。水泥加入量越多,材料的中高温耐磨性能越差;

3.5.3加入少量硅微粉有利于提高刚玉质耐火材料的抗冲蚀能力;

3.5.4 随着冲蚀温度的升高,刚玉质耐火材料的冲蚀率逐渐增大,在1000℃左右达到最大;

3.5.5刚玉质耐火材料的冲蚀磨损一般表现为较强的脆性冲蚀特征,其冲蚀率随冲角的变

大而增大;在同一冲角下大粒度磨粒对冲蚀磨损的影响要比小粒度磨粒大。

3.6材料冲蚀磨损的几种模型

3.6.1 以弹塑性变形为主的冲蚀磨损模型微切削模型

Finnie[5]最早研究了塑性变形引起的冲蚀,提出了微切削模型。因颗粒切削冲蚀而造成的总磨损体积与颗粒的质量和速度的平方之积，即与颗粒的动能成正比，与靶材的流变应力成反比，与冲击角成一定的函数关系。即V =（ mv2/p）f（a）式中：m 为粒子的质量，v 为粒子速度，p 为粒子与靶材间的弹性流动压力。后来,又经过研究证实，微切削模型较好地解释了塑性材料在多角形刚性颗粒，低冲击角的条件下进行冲蚀的规律。但对高冲击角或脆性材料的冲蚀偏差较大，特别是在正向冲击，冲击角为90°时，其磨损体积等于零,这与实际情况不符，表明微切削模型有严重的不足之处。

3.6.2压锻造成片模型

A.V.Levy[6]等人对塑性材料受高冲击角冲蚀进行了研究,通过使用分步冲蚀试验法和单颗粒寻迹法，提出了挤压锻造成片模型。冲击颗粒对材料不断施加挤压力，使材料表面出现凹坑及凸起的唇片。同时颗粒的部分冲击动能转化为热量，使表层金属软化,次表层却因受挤而产生加工硬化。随后颗粒再对唇片进行锻打，经历严重变形后呈片屑从表面流失。该模型较好地解释了显微切削模型难以解释的现象。变形磨损模型：J.G.Abitter从能量平衡的观点出发，通过对冲蚀磨损中颗粒冲入和被挤出两个阶段的能量分析，认为90°冲击角下的冲蚀磨损和颗粒冲击时的靶材变形有关，提出了变形磨损理论,并分别推导了变形磨损

方程和切削磨损方程。颗粒冲击表面有可能产生弹性变形，也有可能产生塑性变形，但它取决于冲击应力是否达到材料的屈服强度。反复冲击将产生加工硬化，并提高材料的弹性极限，直至应力超过材料的强度而形成裂纹。综上所述,微切削模型着重于低冲击角冲蚀磨损的切削作用；挤压锻造模型偏重于高冲击角的冲蚀；而变形磨损模型则着重于不同冲击角冲击靶材后其两种变形历程及能量变化分析。

3.6.3 以疲劳裂纹为主引起的冲蚀磨损模型

N.P.Suh[7]就微裂纹形核扩展提出了著名的磨损脱层理论，对亚表面的破坏力学了较完整的描述。S.Jahanmir 讨论了颗粒冲击靶材时亚表面的应力分布及空穴成核的影响，并指出空穴成核区出现在表面下某一深度,冲击角越大，则空穴成核区越深[8]。脆性材料的磨损过程是先在冲蚀坑附近产生一定的弹塑性变形，然后引起表面裂纹的形核及扩展。表面裂纹分为径向、横向和锥状三种，其中径向裂纹的扩展长度与靶材的性质和冲蚀压力有关。

3.6.4 二次冲蚀模型

G.P.Tilly 用高速摄影、筛分法和电子显微镜等研究了冲击颗粒的碎裂对塑性材料冲蚀的影响，提出了颗粒碎裂后可产生二次冲蚀的模型。他把冲蚀过程视为两个阶段,即颗粒直接入射造成的一次冲蚀，包括冲击颗粒的切削、凿削和犁沟挤压破碎颗粒造成的表面进一步损伤称二次冲蚀。这样较好地解释了脆性颗粒的高冲击角的冲蚀问题。颗粒的碎裂程度与粒度、速度及冲击角有关，造成第二次冲蚀的能力正比于颗粒的动能和破碎程度，总冲蚀量应为第一次冲蚀和第二次冲蚀之和[9]。

3.6.5脆性材料的冲蚀模型

脆性材料在颗粒冲击下受到应力后，几乎不发生塑性变形。当尖锐质点打击到靶材表面有缺陷的地方，开始形成径向裂纹；质点离开表面时，又产生了横向裂纹，并在塑性区内扩展,基本上和靶材表面平行，很快脆断。脆性材料的冲蚀磨损规律与塑性材料不同。发展脆性材料冲蚀模型的关键在于建立裂纹萌生及扩展与颗粒入射速度、靶材性能之间的关系。

A.G.Evans 等人用动态冲击理论分析得出冲蚀率与每次冲击中材料的流失量成正比的模型。每次冲蚀的体积与入射颗粒的冲蚀速度、颗粒的粒度和密度、材料的临界应力强度因子、材料的硬度等参数有关[10]。

3.6 .6流体冲蚀模型

目前已建立了两个理论，一个是Springer[11]模型，它用以解释气蚀及液滴冲蚀中存在孕育期、加速期、最大冲蚀及稳定冲蚀区。另一个是Thiruvengadam[12]模型，它提出冲蚀强度的概念，用简单的图解法估算特定条件下材料耐冲蚀寿命与冲蚀强度之间的关系，但是这个图解法是在许多假设前提下得到的，因此与实际情况有较大的偏离。

4 耐火材料今后发展应注意的问题

4.1实现可持续发展的研究

“可持续发展”是世界各国经济发展的重要问题。在耐火材料行业可做的工作很多，主要包括资源与能源的最有效利用；废物的利用与耐火材料的循环使用等。

4.1.1耐火材料矿产资源的综合利用

经过几十年的无序开采与不当利用，我国耐火材料资源浪费严重，耐火材料矿产资源的矛盾已经比较突出。就铝硅系资源而言，由于选择优质矿产，采用落后的开采与煅烧技术，低价位出口，矿产资源破坏比较严重。我国高铝矾土质量的稳定性问题依然没有解决，与铝工业争原料的情况日益严重。大量的二、三级矾土被浪费掉，只有用二、三级矾土制备莫莱石取得成功，目前大约已形成10万-30万t的产量，而且还在继续增加中。

今后我国铝硅系耐火材料原料的发展应该遵循可持续发展的原则，提高材料的利用率与利用效率。技术发展有两条路可走：一条是走我们过去走过的老路，即选矿提纯与均化的路，事实证明，这条路在经济与效率上问题较大。另一条路可能会在耐火材料界引起很大争论，那就是让出特级及一级铝矾土给铝工业，我们则转而利用铝工业生产的氧化铝以及由二、三级矾土所生产的莫莱石为原料来制备铝硅系耐火材料。这一条技术路线的理由有两个：(1)铝工业中生产氧化铝的技术是一个成熟的、大规模的生产技术，而矾土的选矿提纯技术相对而言要不成熟很多。(2)采用工业氧化铝为原料可以减少杂质含量，实现精料化，生产得到的铝硅系耐火材料的质量提高，使用寿命延长，从而提高资源的利用效率。此外，在铝硅系材料中，红柱石、硅线石与蓝晶石的研究也应加强。这方面过去进行过一些工作，但如何使不同品质的这类材料得到综合利用还有待加强。

就碱性材料而言，为了满足镁碳砖等优质耐火材料的需要，高纯度优质菱镁矿的资源已经越来越少，而大量质量尚好的菱镁矿及粉矿被大量堆放不用,这造成了资源的浪费。为了解决这一问题，有三方面的工作可以进行：(1)物尽其用，不追求高纯度、高质量。不同档次的产品采用不同的原料。同时，开展用低档次的原料生产高档次制品的研究。(2)开展资源综合利用的研究，将粉矿等被废弃的资源尽量利用起来。(3)发展白云石质耐火材料。由于我国优质白云石的分布很广，除了开展防水化研究外，还可考虑在钢厂附近就近生产，以减少水化带来的影响。资源的综合利用是和科学研究工作紧密相联系的。只有当科研工作做到使综合利用变得有利可图时，综合利用才能真正实现。

4.1.2耐火材料的回收利用

用后耐火材料的回收再利用近年来已受到广泛重视。欧洲耐火材料的回收利用情况如下：钢铁公司中的耐火材料质量平衡：熔损33%，内部再利用25%，外部再利用37%，废气5%。耐火材料质量总平衡：熔损33%，非耐火材料应用31%，耐火材料循环使用24%，废气12%。可见，欧洲耐火材料的再生利用达到50%左右，被废弃的耐火材料是很低的。我国耐火材料的回收利用还有很多工作可做。现在江浙地区、宝钢及其附近地区工作做得较好。耐火材料的回收利用包括两个方法：一个是将用后的耐火材料破碎后作为原料再利用，这里面包括有用与无用部分的分离技术，以及用这部分原料制造新耐火材料的制造技术；另一个是耐火材料部件，如滑板的修复再利用，包括修复技术及粘接技术等。

4.1.3减少于防止对环境的污染

耐火材料本身对环境的污染并不严重。除了未利用的原料及用后耐火材料的堆放造成土地的荒漠化及大气灰尘外，近年来，最令人关心的铬污染。在一些发达国家中已禁止在水泥回转窑中使用镁铬耐火材料，作为替代品使用的尖晶石及白云石材料已经取得了较好的结果。在我国，有关研究及试用工作还在进行中。

在冶金行业中，特别是有色冶金工业中，镁铬材料仍然是重要的耐火材料产品。与水泥工业不同，在冶金工业中的含铬耐火材料不易直接转化为六价铬，对环境的污染可能会小一些。但是，原料与废砖长期露天堆放，同样会造成六价铬进入地下水系造成污染。在目前情况下，当务之急是加强废砖的保管与回收利用，同时积极开发替代产品的研究，这在有色冶金工业中尚有相当长的路要走。

4.2几个值得注意的问题

对整个人类及一个国家而言，资源的重复使用、可再生资源的利用是可持续发展的重要因素。对一个行业而言，除了上述因素以外还需要不断地出现新的思想才能实现可持续发展。以下几点值得我们去努力。

4.2.1新的思路，开发新的材料体系

像将石墨引入耐火材料中一样，一个正确的新思路就会形成一个新的材料体系。近20多年我们尚未找到新的突破。氧化物-氮化物复合材料已进行了近20年的工作，除了氮化硅结合碳化硅及氮化硅刚玉外，未见很有希望的应用前景。纳米粉末的应用仍处于初期阶段，而且应用范围有限。今后仍应加强基础研究及学科的交叉以寻求有效的新的思路。

4.2.2注意耐火材料新功能的开发

近年来，耐火材料工业呈现萎缩现象，产量越来越小。这与耐火材料的功能单一、追求的目标单一有关。耐火材料在使用中的功能是抵抗高温和渣的侵蚀，追求的目标是长寿。结果是受命越来越长，产量越来越少。耐火材料要摆脱这种困境必须开发新的功能。除长寿以外，还应追求新的目标。例如，对冶金产品的净化作用。调整与控制液相的成分，让它在一定程度上参与冶金过程，就有可能对钢水的净化做出一定的贡献。此外，通过改变精炼用耐火材料部件(如透气砖、喷枪等)的结构来提高其冶金效果，也应属于这一范畴。随着能源的紧张，节能是可持续发展的一个重要方面。能不能开发出一种既具有耐高温、抗侵蚀功能，又能有绝热节能功能的材料？三、加强学科交叉借鉴别的学科的新知识与成熟经验许多耐火材料技术的发展都是学习了别的学科的经验与技术，如浇注料的许多技术和理论来自混凝土。最近一个值得提出的是应用有限元技术来计算耐火材料在使用条件下的温度与应力分布。热应力破坏是耐火材料损坏的两个主要因素之一。而对于耐火材料热应力的计算及热震稳定性的研究仍处于较初级阶段。近年来，由于有限元及计算机技术的发展，使得这种计算成为可能。国外这方面的工作做得较多，但多数情况下仍将耐火材料当成均质体来考虑，但实际上耐火材料是一个复杂的非均质、非线性材料。耐火材料在高温下的性质的相关数据也很缺乏。因此，真正要做到准确计算热应力，在计算技术及材料的性能上还有很长一段路要走。此外，近年来材料设计中的一些其它新技术也应考虑如何应用于耐火材料上。

5 结论

通过对耐火材料性能的了解，我们可以从多方面提高耐火材料的性能，从而在生产上提高产品质量，生产出更为优质的耐火材料，面对二十一世纪的机遇和挑战，新形势下，我国耐火材料工业当前和今后一个时期的总体发展思路是：继续深入贯彻党的“十七大”精神，

坚持改革，深化改革，在科学发展观的指导下，以提高自主创新能力为主线，推进产业结构的进一步优化升级和产品结构的调整完善，树立循环经济理念，坚持走科技含量高，经济效益好，资源消耗低，环境污染少，人力资源优势得到充分发挥的新型工业化道路，相信我国的耐火材料发展一定会越来越好。

参考文献：

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