绪论1、耐火材料的定义：耐火度不小于1580℃的无机非金属材料（传统定义）；耐火度不小于1500℃的非金属材料及制品（ISO的定义）。

2、耐火材料的分类按化学矿物组成分类：硅质耐火材料、镁质耐火材料、白云石质耐火材料、碳复合耐火材料、含锆耐火材料、特种耐火材料。

耐火材料按化学属性大致可分为酸性耐火材料（硅砖和锆英石砖）、中性耐火材料（刚玉砖、高铝砖、碳砖）、碱性耐火材料（镁砖、镁铝砖、镁铬砖、白云石砖）。

根据耐火度的高低：普通耐火材料：1580～1770℃、高级耐火材料：1770～2000 ℃、特级耐火材料：>2000℃依据形状及尺寸的不同：标普型、异型、特异型。

按成型与否分：定型耐火材料、不定型耐火材料。

按烧制方法分：烧成砖、不烧砖、熔铸砖。

第一章3、耐火材料是构筑热工设备的高温结构材料，面临：承受高温作用；机械应力；热应力；高温气体；熔体以及固体介质的侵蚀、冲刷、磨损。

4、耐火材料的性质主要包括化学-矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质及高温使用性质等。

（1）化学组成：主成分是指在耐火材料中对材料的性质起决定作用并构成耐火基体的成分。

杂质成分耐火材料中由原料及加工过程中带入的非主要成分的化学物质（氧化物、化合物等）添加成分为了制作工艺的需要或改善某些性能往往人为地加入少量的添加成分，引入添加成分的物质称为添加剂。

（2）矿物组成耐火材料的矿物组成一般分为主晶相和基质两大类。

基质对于主晶相而言是制品的相对薄弱之处。

5、耐火材料中气孔体积与总体积之比称为气孔率。

耐火材料中的气孔可分为三类：开口气孔（显气孔）、贯通气孔、闭口（封闭）气孔。

6、气孔产生的原因：1）原料中的气孔（原料没有烧好）；2）制品成型时，颗粒间的气孔。

7、耐火材料的力学性质是指制品在不同条件下的强度等物理指标，是表征耐火材料抵抗不同温度下外力造成的形变和应力而不破坏的能力。

耐火材料的力学性质通常包括耐压强度、抗折强度、耐磨性及高温蠕变等。

8、透气度与贯通气孔的数量、大小、结构和状态有关，并随着制品成型时的加压方向而异。

9、耐火材料的耐压强度包括常温耐压强度和高温耐压强度，分别是指常温和高温条件下，耐火材料单位面积上所能承受的最大压力10、耐火材料的抗折强度包括常温抗折强度和高温抗折强度，分别是指常温和高温条件下，耐火材料单位截面积上所能承受的极限弯曲应力。

它表征的是材料在常温或高温条件下抵抗弯矩的能力，采用三点弯曲法测量。

11、耐磨性是指耐火材料抵抗坚硬的物体或气流的摩擦、磨损、冲刷的能力。

12、耐火材料的高温蠕变性能是指在某一恒定的温度以及固定载荷下，材料的形变与时间的关系。

13、耐火材料的体积或长度随着温度的升高而增大的物理性质称为热膨胀。

14、耐火材料在无荷重条件下，抵抗高温作用而不熔化的性质称为耐火度。

耐火度通常都用标准测温锥的锥号表示（上2，下8，高30mm）。

15、测定耐火材料耐火度试验方法的要点是：将由被测耐火原料或制品制成的试锥与已知耐火度的标准测温锥一起置于锥台上，在规定的条件下加热并比较试锥与标准测温锥的弯倒情况，直到试锥顶部弯倒接触底盘，此时与试锥弯倒的标准温锥可代表的温度即为该试锥的耐火度。

16、耐火度与熔点的区别：(1)、熔点指纯物质的结晶相与液湘处于平衡时的温度；(2)、熔点是一个物理常数；(3)、耐火材料为多相混合体，其熔融是在一定的温度范围内进行的，是一个工艺指标。

17、耐火度的意义：评价原料纯度和难熔程度。

18、烧结温度是指物质在烧结时气孔率下降到最低值、致密度达到最大值时的温度。

烧结范围是指烧结温度和软化温度之间的温度范围。

19、测量耐火制品荷重软化温度的方法有示差---升温法（GB/T 5989-1998）（直径50mm、高度50mm 的圆柱体）和非示差---升温法（YB/T 370-1995）两种（直径36mm、高度50mm的圆柱体）。

20、一般材料的重烧都是收缩的，为什么在砌筑窑炉等热工设备时还要留膨胀缝？膨胀缝的作用是：在炉窑生产加热时，由于温度使炉衬砌结构产生膨胀。

为了防止膨胀对窑炉衬砌结构的破坏。

对于小型炉窑炉衬砌结构膨胀影响不大，通常依靠砖缝泥浆和空隙的压缩来补偿这部分的膨胀。

但是大型炉窑在长期高温下生产时仅以灰缝的压缩来补偿热膨胀是不够的，必须留有适当的膨胀缝来防范。

通常在设计炉衬结构时，设计单位根据计算给予补偿考虑。

21、耐火材料在高温下抵抗熔渣侵蚀的性能称为抗渣蚀性能。

22、熔渣侵入机理主要有以下几种方式：1、通过气孔：气孔率高的材料，熔渣易于通过气孔渗入耐火材料内部，增大熔渣与耐火材料的接触面积，而导致材料的溶蚀量加大。

2、通过耐火材料中形成的液相：耐火材料中杂质含量较高时，耐火材料基质中玻璃相的含量较高，高温下形成的液相较多，耐火材料的抗渣蚀性能较差。

3、在耐火材料固相中扩散：熔渣在耐火材料固相中扩散速度一般是较慢的。

第3、4章1、助磨剂（加速物料的粉碎）实质：表面活性剂作用：a、使物料颗粒表面自由能和晶格畸变程度减小，促进颗粒软化；b、吸附作用平衡颗粒表面的不饱和键，防止颗粒重新聚合；上述作用都是为了防止重新聚合成大颗粒。

助磨剂范围：胺、醇、酯、醚、无机盐类（水）2、选矿选别作业主要方法：重选、浮选、磁选、电选、拣选、化学选3、混炼:使两种以上不均匀物料的成分和颗粒均匀化，促进颗粒接触和塑化的操作过程称为混炼混练中的加料顺序:①粗颗粒（中颗粒物料）②结合剂③细粉4、层密度现象：距受压面近的地方密度大，而随着离受压面距离的增加，气孔率逐渐增大，密度下降，坯体的这种现象称“层密度”．（压制时，压强不遵守帕斯卡定律所致）5.困料：将混练后或经过挤泥处理的坯料在一定的温度和湿度的环境中储放一定时间。

6.成型方法（按坯料含水量划分）：半干法——坯料水分5%左右可塑法——坯料水分15%左右注浆法——坯料水分40%左右，其他：振动成型、热压铸成型、等静压成型、热压成型等。

（1）半干压成型：借助于压力的作用，使坯体颗粒重新分布，在机械结合力（静电引力、摩擦力）作用下，颗粒紧密结合，发生弹性和脆性形变，排出空气，成为有一定尺寸和形状强度的制品。

（2）等静压成型定义：在高温下对密封于塑性模具中的粉料各个方向同时施压的一种成型工艺。

7．为什么要进行干燥?使坯体获得一定机械强度，有利于装窑和保证烧成初期能够顺利进行；经过干燥的半成品得到初步定型，可能暴露成型过程中造成的缺陷，提高成品率。

8.干燥过程①预备阶段（加热阶段）②第一阶段（等速阶段）:排出大量的水分，等速干燥、水分蒸发发生在坯体表面。

（仅与干燥介质的性质有关）——属于表面蒸发过程。

③第二阶段（降速阶段）:干燥速度降低，干燥介质影响较小，（与坯体含水量和内部结构有关）。

④第三阶段（零速阶段）:9.平衡水分：当坯体的含水量与外界条件(周围空气)达到平衡时所含的水分。

干球温度以上水分:小于100℃时保留在坯体中的水分。

平衡水分保留在坯体内，大小取决于物料性质、颗粒大小、干燥介质的温度与相对湿度。

10.内部应力的产生①应力产生表现：干燥变形干燥裂纹②应力克服措施：减速干燥阶段，采取温度梯度干燥；控制干燥速度11.干燥制度：砖坯进行干燥时，控制条件的总和。

包括：干燥时间，进入和排出干燥介质的温度，相对湿度，坯体干燥前后的水分.12.影响干燥时间因素（干燥速度）（1）物料性质与结构（结合粘土量、熟料颗粒组成：粗细）;（2）坯体的形状和大小; （3）砖坯最初含水量与干燥后的残余水分;\（4）干燥介质的温度、湿度和流速; （5）干燥介质在干燥器中的温度降;（6）干燥器的密封情况。

13.耐火材料的烧成:定义：对坯体进行加热处理，使其达到烧结的过程。

14.烧结：物料经高温作用，变成具有一定强度和气孔率很低（或无气孔）的致密石状物的工艺过程。

15.衡量烧结强度的方法:灼减、相对密度、体积密度、吸水率、晶体粒径、水化强度（碱土金属氧化物制备耐火材料易水化，致密时，水化程度减小）16.影响烧结的因素（1）物料的结晶化学特性晶格能：晶格能大，键力强，结构牢固，高温下质点的可动性小，烧结困难；阳离子极性：阳离子极性小的离子难以烧结晶粒生长速度：长大50倍，相对密度95%,长大1500倍，相对密度60~80%第二相析出，晶粒长大50微米，相对密度不足90%。

(2)物料分散度（粉碎）:粉体的表面积越大，质点的可动性越强，烧结活性越高（3）烧结温度和保温时间线性关系（烧结温度↑、保温时间↑，烧结速度↓，但过于提高烧结温度，延长烧结时间无益。

（4）坯体的致密情况（加强质点间的接触）高温下促进塑性流动；加快质点间扩散（增多缺陷数量）。

（5）外加剂（6）气相增加气孔率（烧结时形成孤立气孔）吸附气相薄膜（阻碍直接接触，影响传质）（7）气氛气体在固相中溶解度大时，能促进烧结，否则对烧结无益。

17.烧成工艺过程包括装窑、烧窑和出窑3道工序。

18.烧结制度包括升温速度、最高烧成温度、保温时间、冷却速度和烧成气氛。

19.三种降温方式：（1）保温缓冷（2）随炉冷却（3）淬火急冷（前两种最常用，第六章1．硅质耐火材料：以SiO2为主要成分（93-98%）的耐火制品，包括硅砖、特种硅砖、石英玻璃及其制品。

（一）原料及其性质：一、硅石（石英岩）二、废硅砖：（≤20%）【作用】①降低成本；②减少坯体的烧成收缩，降低烧成废品率。

三、矿化剂：轧铁皮（铁鳞）、平炉渣、硫酸渣、软锰矿等。

四、结合剂：石灰乳、硅酸盐水泥、亚硫酸纸浆废液。

硅石中SiO2是主成分，Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、TiO2等均为杂质。

一般控制Al2O3 ＜1.3%，生产优质硅砖时则需要＜0.5%。

（二）特点：①对酸性炉渣抵抗力强，但受碱性渣强烈侵蚀，对CaO、FeO、Fe2O3等氧化物有良好的抵抗性；②荷重变形温度高，波动在1640一1680℃间，接近鳞石英，方石英的熔点(1670℃、1713℃)；③热稳定性低，其次是耐火度不高，这限制了广泛应用。

2、硅酸铝质耐火材料：以Al2O3-SiO2 为基本化学组成的耐火材料，按制品中Al2O3 含量将制品分四类:半硅质：Al2O3 :15~30%，酸性，略有膨胀（不定型耐火材料的膨胀剂）;粘土质：Al2O3 : 30~46%（我国为48%），具有较高的高温性能，适应性强；陶瓷的主要原料高铝质：Al2O3 : >46% （又可分为I 、II 、III等三等，耐火度和热震性随A3S2 、Al2O3量变化；刚玉质：Al2O3 : >90% ，抗渣性和耐火度最高（结构陶瓷）。

3、粘土质耐火材料：粘土的基本性质：（1）化学矿物组成主要化学成分：Al2O3、SiO2主矿物（主晶相）：高岭石（高岭石族、蒙脱石族、叶腊石族、水云母族）次矿物（次晶相）：石英、铁化合物、有机物等(2)耐火粘土的工艺特性：分散性、可塑性、结核性、烧结性（3）加料顺序：1) 结合粘土＋熟料—干混—水—混合2) 熟料—水或泥浆—结合粘土—混合3) 细颗粒熟料＋结合粘土共磨—已润湿的粗粒料—混合（4）粘土制品的烧成大致可划分为四个阶段:第一阶段：常温至200℃为排除坯体中残余水分的阶段。