耐火材料学.docx

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耐火材料学

第一章绪论

1.定义。

耐火材料是耐火度不低于1580℃的无机非金属材料（传统）。

或耐火材料为物理与化学性质适宜于在高温下使用的非金属材料，但不排除某些产品可含有一定量的金属材料（国标）。

2.填空。

耐火材料按化学性质可分为酸性耐火材料、碱性耐火材料、中性耐火材料；按供给形态可分为定型耐火材料和不定型耐火材料；按耐火度可分为普通耐火材料、高级耐火材料、特级耐火材料、超级耐火材料；按加工制造工艺可分为烧成砖耐火材料、熔铸砖耐火材料、不烧砖耐火材料。

按化学矿物组成可分为硅质耐火材料、硅酸铝质耐火材料、镁质耐火材料、白云石质耐火材料、铬质耐火材料、锆质耐火材料、碳复合耐火材料、特种耐火材料。

（必考一种）

3.不定型耐火材料的品种很多，主要有浇注料、可塑料、捣打料、干式料、喷射料、接缝料、挤压料、涂料、炮泥、泥浆等。

第二章耐火材料显微结构与性质

一、耐火材料的显微结构

1.填空。

耐火材料的性质包括：

化学矿物组成、组织结构、力学性质、热学性质和高温使用性能。

或耐火材料的性质包括：

物理性质、使用性能和工作性能。

2.物理性质是指材料本身固有的特性，包括导热系数、热膨胀系数、热容等热学性质；常温与高温下的耐压强度、抗折强度、弹性模量、泊松比、断裂韧性等力学性质以及真密度、体积密度、气孔率（开口气孔率（显气孔率）、闭气孔率、真气孔率（总气孔率））、吸水率、透气度等表示材料致密程度的性质等等。

3.耐火材料的使用性能多半是指在使用条件下抵抗损毁能力的性能。

包括抗渣性、抗热震性、耐火度、高温荷重软化温度、高温蠕变性、高温体积稳定性（重烧线变化）等。

耐火材料的使用性能对其使用寿命有很大影响。

除了耐火度外，它们决定于材料的物质组成和显微结构，而耐火度主要与其化学成分有关。

4.耐火材料的工作性能主要指的是其在制造和施工过程中表现出来的性质，如在压制过程中泥料的可压缩性，浇注料在施工过程中的流动性等。

它们不像使用性能那样受到显微结构的影响，而是反过来对耐火材料的显微结构产生影响。

5.填空。

耐火材料高温使用性质包括：

耐火度、荷重软化温度、高温蠕变性、高温体积稳定性、热震稳定性、抗渣性。

6.耐火材料两大损毁原因：

热震损坏和渣蚀损毁。

因此耐火材料的抗热震性和抗渣性十分重要。

7.耐火度（即，耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质）的大小，是耐火材料抵抗高温作用的性能标志。

8.选用耐火材料，仅凭耐火度的高低，是否科学可行？

答：

否。

耐火材料作为构筑热工设备的高温结构材料，在使用过程中除了承受高温作用外，还要不同程度的受到机械应力、热应力的作用，高温气体、熔体以及固体介质的侵蚀、冲刷和磨损作用等等。

也即，可能同时受到物理、化学和机械方面的作用。

所选用的耐火材料，必须具备能够满足和适应各种使用环境和操作条件的性质。

也即，应该全面具备抵抗上述作用的性质，如在高温时不易熔化软化、不易被溶蚀和磨损、不易崩裂剥落等等。

9.简答。

杂质成分与制品的高温性质之间的关系。

答：

（1）开始生成液相量减少，荷重开始变形温度越高。

（2）生成液相量的温度曲线越平缓，荷重变形温度范围越宽。

（3）耐火度与开始生成的液相量有关。

（4）原料和制造方法相同而配料比不同时，开始生成液相量多的制品其热震稳定性和抗渣性低，而常温耐渣强度大。

10.杂质的存在，往往能与主成分在高温下发生反应，生成低熔性或大量的液相，从而降低耐火材料基体的耐火性能，故也称之为熔剂。

杂质成分的危害性所带来的溶剂作用，除了能使耐火材料的高温性能降低的危害作用外，也有降低烧结温度、促进配合料烧结的有利作用。

11.简答。

杂质成分的危害性。

答：

（1）一些杂质成分自身的熔点低。

（2）一般杂质成分或含杂质成分的化合物与主成分相互作用，可在很低温度下形成共熔液相。

（3）即使杂质成分或含杂质成分的化合物与主成分相互作用的共熔液相温度不算低，但在此温度下液相量多。

（4）一般杂质成分或含杂质成分的化合物与主成分相互作用的共熔液相，随温度升高液相量急剧增加、液相粘度减小、液相对主成分物相的润湿性更好。

12.Al2O3对SiO2的溶剂作用比TiO2强。

13.填空。

耐火材料主成分是耐火材料化学组成的主体成分，是耐火材料的特性基础，它的性质和质量直接决定制品的性质，含量高。

耐火材料副成分是耐火材料化学组成的从属成分，来源于原料中的杂质成分和工艺过程中混入或有意加入的添加剂成分，含量低。

（二考一）

14.耐火材料的化学组成是耐火材料制品的基本特性，耐火材料的许多性质取决于化学组成。

15.为了促进某些高温物理化学反应、降低烧成温度，或因生产工艺（注浆成型的减水剂）及施工的需要（浇注料流动性和致密性），或是为了得到有益的物相组成（硅砖生产中的矿化剂、氧化锆材料中的稳定剂等），有时需要在配合料中加入少量的添加剂（如矿化剂、稳定剂、烧结剂、减水剂、润滑剂、助磨剂等）。

16.为什么凡涉及高温性质，其测试条件并不完全符合耐火材料的使用条件？

答：

因为一些耐火材料的使用期限长达数年，而实验室中不可能进行长达数年的性质测试。

尽管由于测试条件与实际使用条件有差别，单凭耐火材料性质测试结果不能准确预示耐火材料在实际使用时的工作性能和推知其使用寿命，但是仍然可用于选择和改进耐火材料、推测判断其高温使用状态的参考依据。

17．填空。

耐火材料是由固相（包括结晶相和玻璃相）和气孔两部分组成的非均质体。

耐火制品一般为多相聚集体。

18.耐火材料的相组成：

晶相、玻璃相（液相）与气相。

气相包括在耐火材料结构中的气孔和裂纹。

19.主晶相：

指构成耐火制品结构的主体而且熔点较高的结晶相。

主晶相的性质、数量、结合状态直接决定着耐火制品的性质。

20.次晶相（又称第二固相）：

是在高温下与主晶相共存且熔点较高的第二晶相。

次晶相的存在，可以提高耐火制品中固相间的直接结合，即提高制品中结晶相的固固结合程度，从而可以提高制品的高温结构强度以及抗熔渣渗透、侵蚀的能力。

21.基质：

填充于主晶相之间的不同成分的结晶矿物和玻璃相统称为基质，也称为结合相。

相对而言，基质的数量不多，但基质的组成和形态对耐火制品的高温性质和抗侵蚀性能起着决定性影响。

因为基质对于主晶相而言是制品的相对薄弱之处，在使用中无论物理因素还是化学因素的破坏，往往首先从基质部分开始，基质被破坏后主晶相失去基质保护才被破坏。

22.显微结构：

在光学与电子显微镜下分辨出的试样中所含有相的种类及各相的数量、形状、大小、分布取向和它们相互之间的关系。

耐火材料的显微组织结构表征的是耐火材料中主晶相与基质间的结合形态。

23.陶瓷结合型（又称硅酸盐结合或基质胶结）显微结构的特征：

耐火制品主晶相之间由低熔点的硅酸盐相（非晶质和晶质）连接在一起而形成的结合。

如粘土砖、硅砖、普通镁砖等。

24.直接结合型显微结构的特征：

高熔点主晶相之间或主晶相与次晶相间直接接触产生结晶网络的一种结合，而不是靠低熔点的硅酸盐相产生的结合。

如高纯镁砖、镁铬砖等。

二、耐火材料的物理性质

1.气孔率：

气孔的体积与试样的体积之比。

2.填空。

耐火材料气孔类型按气性原理可分为开口气孔和闭口气孔（贯通和非贯通）。

3.一般耐火砖的开口气孔率为20%左右，熔铸砖的开口气孔率和闭口气孔率都很小；轻质隔热砖的闭口气孔率很大；粘土砖的闭口气孔率为3%左右。

4.真密度：

指不包括气孔的单位体积耐火材料的质量。

比重瓶法

5.体积密度：

带有气孔的干燥材料的质量与其总体积之比值，即单位表观体积的质量。

是表征制品致密度的技术指标，是制品中气孔体积和矿物组成的综合反映。

6.不同化学矿物组成的制品，比较体积密度没有意义；只有当制品的化学矿物组成一定时，体积密度才是衡量制品中气孔体积多少的指标。

7.测定耐火材料体积的方法：

阿基米德法。

8.吸水率：

带有气孔的材料中所有开口气孔所吸的水的质量与其干燥材料质量之比。

鉴定原料煅烧质量，烧结良好则吸水率低。

9.透气度：

是表示气体通过耐火制品难易程度的特征值。

其物理意义是，在一定时间内和一定压差下，气体通过一定面积和厚度试样的气体量。

10.热容：

物体温度升高1K所需要的能量（J/K）。

热容越大，材料的蓄热量越大，在选用蓄热室用耐火材料时，热容是一个需要考虑的因素。

在获得相同热量的情况下，热容大的耐火材料温升低于热容小的耐火材料的温升，因而有利于抗热震性的提高。

11.热导率：

是指单位温度梯度下，在单位时间内通过单位面积的热量（W/（m·K））。

12.导热的实质：

晶格质点的热振动，邻近质点由于热振动的相互作用，发生能量转移而实现热量的传递（即，通过晶格振动的格波来传输的，声子导热）。

13.热导率的实际测定方法分为稳态法和非稳态法两种。

前者最常用的是水流量平板法，并使待测试样处于稳定的温度场中；后者最常用的是热线法（十字热线法和平行热线法），并使待测试样处于变化的温度场中。

（平板法、热线法、激光法）

14.水流量平板法适用于热面温度在200~1300℃、热导率在0.03~2.00W/（m·K）之间的热导率测定；十字热线法适用于测试温度≤1250℃、热导率<1.5W/（m·K）、热扩散率≤10-6m/s的耐火材料；平行热线法适用于测试温度≤1250℃、热导率<25/（m·K）的耐火材料。

15.影响热导率的因素：

答：

、化学矿物组成与晶体结构的复杂程度。

一般耐火制品中，当化学组分数与杂质多、形成的固溶体多、玻璃液相多、晶体结构复杂程度高时，制品的热导率相对就较小。

例如：

镁铝尖晶石（MgAl2O4）比刚玉（Al2O3）、方镁石（MgO）晶体结构复杂程度高，则镁铝尖晶石（MgAl2O4）热导率较小；莫来石（3Al2O3·2SiO2）比镁铝尖晶石（MgAl2O4）结构复杂程度高，则莫来石（3Al2O3·2SiO2）热导率更小。

玻璃相中质点排列的有序程度比晶体低，玻璃相热导率比晶体的小，如λ石英玻璃<λ石英晶体。

、气孔与微裂纹。

气体的热导率低，耐火材料的微小气体孔隙阻碍热量传递，所以高气孔率的耐火材料的热导率λ一般都较小。

但较多大尺寸气孔的存在会导致材料的高温热导率λ增加。

因此，轻质隔热耐火材料中的气孔应设置为微细众多的孔隙结构，以便使其具有很小热导率λ的性质。

微裂纹使材料的热导率降低。

、温度。

晶相物质随温度升高，热导率λ减小；玻璃相等物质随温度升高，热导率λ增大。

16.质点的相对原子质量愈小、密度愈小，弹性模量愈大，构成的材料的导热系数愈大。

多晶体的导热系数比单晶小。

一般情况下，晶粒越小，晶界越多，对导热系数的影响就越大。

17.定义。

热膨胀是指体积或长度随着温度升高而增大的物理性质，其原因是非谐性振动增大了物体中原子的间距，从而使体积膨胀。

18.填空或判断。

线膨胀率=（LT-L0）/L0平均线膨胀率=（LT-L0）/L0（T-T0）=△L/（L0△T）

19.热膨胀产生的原因：

材料中原子受热激发的非谐性振动，使原子间的间距增大而产生的长度或体积膨胀。

20.热膨胀百分率：

耐火材料由室温升至试验温度，试样体积或长度的变化百分率。

21.热膨胀系数：

耐火材料由室温升至试验温度，温度每升高1℃试样长度的相对变化率。

22.常用的技术指标：

线膨胀百分率和线膨胀系数。

23.常见的热膨胀系数测定方法：

顶杆法和望远镜法。

24.热膨胀系数大的耐火材料的抗热震性一般较差。

在温度急变的使用场合，应首选热膨胀系数低的耐火材料。

25.若线膨胀系数（α）很小，则体膨胀系数（β），β≈3α。

26.影响材料热膨胀特性的因素：

答：

、化学矿物组成。

α碱性耐火材料﹥α酸性耐火材料；在加热过程中存在多晶转变的材料，其热膨胀系数的变化不均匀，在相变点处会发生突变（硅质制品和氧化锆质制品）；材料中含有较多低熔液相或挥发性成分时，热膨胀系数在其相应的温度区域也将发生较大变化。

、晶体结构类型。

组成相同的材料，结构不同，其膨胀系数也不同。

结构紧密的晶体热膨胀系数较大，无定型的玻璃热膨胀系数较小，如α多晶石英»α石英玻璃；氧离子紧密堆积的氧化物，一般线膨胀系数较大，如MgO、Al2O3等；非等轴晶体中，各晶轴方向的热膨胀系数不等；等轴晶体的热膨胀系数比非等轴晶体大的多。

、化学键的结合强度。

SiC的质点间主要为键力强的原子键，其热膨胀系数较小。

27.线膨胀系数α对耐火材料抗热震性的影响。

答：

对于致密无孔的材料而言，当热应力σ超过其固有强度时，该材料即发生瞬间断裂。

因此，在温度急变的使用场合，应该首先考虑选用热膨胀系数较低（α小）的耐火材料。

28.温度传导性体现了材料的均热能力，决定了急冷急热时材料内部温度梯度的大小；温度传导性与热导率、比热容、体积密度有关。

29.在相同温度条件下，任何灰体的发射率与吸收率均相等，即灰体的ε=α。

一般非金属材料，均可视为灰体。

30.影响材料热辐射率的因素，主要是材料的种类（即化学矿物组成）和温度。

31.一般耐火材料在常温下是电的不良导体（碳质材料除外），随温度升高，电阻减小，导电性增强；在1000℃以上电阻急剧降低，若将材料加热至熔融状态时，则会出现较强导电能力。

影响导电性的因素主要是化学矿物组成，特别是杂质的种类和数量；材料中的杂质提高了晶格缺陷，从而也会提高电导率，这时高纯材料电阻率大的主要原因。

32.填空。

耐火材料的力学性质是指材料在不同温度下的强度、弹性和塑性性质。

33.为什么要研究耐火材料的力学性质？

答：

由于耐火材料在常温或高温的使用条件下都要受到各种应力（压应力、拉应力、弯曲应力、剪应力、摩擦力和撞击力等）的作用，特别是高温下，长时间的应力作用可使耐火材料发生塑性变形甚至破坏，因此一般要求耐火材料应具有抵抗应力作用而不发生变形的性能。

34.耐火材料的力学性质，可间接反映耐火材料的生产工艺、化学矿物组成和组织结构（宏观结构和显微结构）情况以及与其他性质间的“映射”关系；在耐火材料的生产和使用中，耐火材料的力学性质是最重要的物理检验项目。

35.力学性质包括常温力学性质和高温力学性质。

36.常温力学性质：

耐压强度、抗折强度、抗拉伸强度、扭转强度、耐磨性、弹性模量等；

37.高温力学性质：

高温耐压强度、高温抗折强度、高温抗拉伸强度、高温扭转强度、高温蠕变性、耐磨性、弹性模量等

38.一定化学组成的耐火材料，其常温耐压强度既是一项必须满足使用要求的性质指标，更是反映耐火材料的生产工艺（粒度及配、成型压力、烧成温度和保温时间等）、化学矿物组成和组织结构（宏观结构和显微结构）情况以及“映射”其他性质优劣的指标。

39.耐磨性：

是指耐火材料抵抗坚硬物料或气流（如含有固体颗粒）磨损作用（摩擦、磨损、冲刷等）的能力。

其表示方法为：

将磨损介质喷吹到试样表面上，测量试样的磨损体积。

40.提高制品耐磨性的工艺措施：

工艺上可以选择耐磨性好的物料、合理的配料级配、选用适宜的颗粒粘结剂、保证制品的良好成型致密度和烧结程度，或在制品表面施予耐磨强化涂料等。

41.填空。

高温耐压强度是材料在高温下单位截面积所能承受的极限压力。

三、耐火材料的使用性质

1.定义。

蠕变：

当材料在高温下承受小于其极限强度的某一恒定荷重时产生塑性变形，变形量会随时间的增长而逐渐增加，甚至会使材料破坏的现象叫蠕变。

2.高温蠕变：

指在恒定温度和一定的荷重作用下，材料产生的变形与时间的关系。

或者简述为：

承受应力的材料随时间的变化而产生的高温等温变形。

预测耐火制品的使用情况，为窑炉设计选用耐火材料提供参考依据。

3.简答。

画出典型的高温蠕变曲线，并说明蠕变曲线种类以及影响蠕变的因素。

答：

图（见右边）。

耐火材料的典型的蠕变曲线分为三个特征阶段，第一阶段蠕变为一次蠕变，又可称为初期蠕变或减速蠕变，其曲线斜率随时间增加越来越小，曲线越来越平缓，这一阶段较短暂。

第二阶段为二次蠕变或粘性蠕变，又可称为均速蠕变或稳态蠕变，其应变速度与时间无关，几乎保持不

变。

第三阶段为三次蠕变，又称加速蠕变，应变速率迅速增加至断裂。

 蠕变曲线可分为以下四种：

（1）初期蠕变后大体上不再发生变形。

（2）初期蠕变后继续发生匀速蠕变。

（3）经过初期匀速蠕变后发生加速蠕变。

（4）初期蠕变后直接移向加速蠕变。

影响因素：

（1）使用条件如温度、荷重、时间、气氛性质等。

温度越高、荷重越大、时间越长→实际压缩蠕变曲线的倾斜度越大、压缩蠕变率大。

（2）耐火材料的组成和组织结构（化学矿物组成、宏观与微观结构等耐火材料的本质因素）。

按结晶相→玻璃相→气孔这个顺序依次增大；材料中晶粒愈小，其蠕变率愈大；多晶材料比单晶材料蠕变率高（原因：

晶粒间的界面比例大，易沿晶界处产生滑动而使制品的塑性提高所致）；当耐火材料中玻璃相含量相对较多（结晶相相对含量较少）时，随温度升高玻璃液相含量相对增加得多、粘度降低得多，从而使耐火制品的塑性提高得多，此种玻璃相的含量与温度变化使制品具有较大的蠕变率；若玻璃液相完全润湿晶相颗粒，玻璃液相侵入晶界处将晶粒包裹、液相形成连续相结构（即形成以玻璃相为基质的陶瓷结合型显微结构），提高了制品的塑性，在较低温度下极易产生较大的蠕变，反之，形成直接结合型显微结构，使其具有较好的抗蠕变性；材料中的气孔率愈高，蠕变率愈大。

（3）纤维组织结构。

4.提高耐火材料抗蠕变性的途径：

答：

、纯化原料。

提高原料的纯度或对原料进行提纯，尽量减少低熔物和强熔剂等杂质成分（如：

粘土砖中的Na2O、硅砖中的Al2O3、镁砖中的SiO2和CaO等）的含量，从而降低制品中的玻璃相含量（首选方法）；

、强化基质。

引入“逆蠕变效应”物质。

如在高铝砖配料中引入一定尺寸的石英颗粒，高铝砖在高温下使用时其中石英SiO2和高铝原料中的Al2O3持续发生莫来石的合成反应，反应过程伴随有一定程度的体积膨胀。

这种体积膨胀的作用即是“逆蠕变效应”，可以抵消材料蠕变时的收缩变形，从而提高了高铝砖的抗蠕变性能；

、改进工艺。

合理设计配方与配合料的颗粒级配，提高坯体的成型压力，获得高致密度坯体，减少制品中的气孔数量，使制品抗蠕变的有效成分增加；合理制定烧成制度（烧成温度、保温时间、加热及冷却速度），使材料中的必要物化反应充分进行，获得需要的物相组成和组织结构。

5.耐火材料在高温下因应力作用而发生变形的原因：

一是由于基质的塑性或粘滞流动；二是由于晶体沿晶界面或解理面的滑动作用。

6.弹性模量表征了材料抵抗变形的能力，是原子间结合强度的一个指标，在很大程度上反映了材料的结构特征；研究耐火材料的弹性模量随温度而变化，有助于了解耐火材料的高温性能。

7.弹性模量的测定方法：

静力法（主要是静荷重法）和动力法（主要是声频法）。

8.耐火度：

耐火材料在无荷重时抵抗高温作用而不熔化的性质。

可以作为选用和综合评价耐火材料的一个参考依据；原料耐火度的测定可用于判断原料的杂质成分与含量。

9.耐火度的测定方法：

耐火度的测定并非采用直接测温的方法，而是通过具有固定弯倒温度的标准锥与被测锥弯倒情况的比较来测定的，WZ168-170。

10.耐火度与使用温度的差别：

由于耐火材料在使用中要经受荷重、工作介质（熔体、固体、气体）的机械冲击磨损和化学侵蚀、温度的急变等多种作用，使得耐火度与使用温度的温度差可能很大。

11.高温荷重变形温度（荷重软化温度）：

是指耐火材料在固定荷重条件下，随温度升高发生规定变形率时的温度。

或：

耐火材料在规定的升温条件下，承受恒定荷载产生规定变形时的温度。

可用于判断耐火材料在使用过程中何种条件下将失去承载能力以及制品内部结构的变化情况，可作为评价和选用材料的依据。

12.高温荷重变形温度的测定方法：

示差-升温法和非示差-升温法。

13.粘土砖高温荷重变形开始温度低，但高温荷重变形温度范围宽；高铝砖高温荷重变形开始温度高，高温荷重变形温度范围宽；硅砖、普通镁砖高温荷重变形开始温度高，但高温荷重变形温度范围很窄。

粘土砖的高温荷重变形温度曲线分析：

粘土砖的主要组成是莫来石和大量的硅酸盐玻璃相基质。

针状莫来石晶体孤立的分散于基质中，而不形成结晶网络；硅酸盐玻璃相在较低温度甚至800~900℃下就开始转变为粘度大的液相。

随温度的提高，液相粘度并未降低，这是由于莫来石晶体在液相中特别是在含有一定数量的碱类液相中具有显著的分解和溶解作用，提高了液相中Al2O3特别是SiO2的含量，从而使液相粘度增大。

所以在一定温度范围内，温度升高不足以使液相的高粘滞性有明显变化，大量粘度非常高的液相存在以及这种液相粘度并不因温度升高而降低的特点，决定了粘土砖具有很宽的荷重变形温度范围。

硅砖的高温荷重变形温度曲线分析：

硅砖的相组成主要是鳞石英和少量的方石英。

鳞石英在制品中的矛头状双晶相互交错形成结晶网络，构成制品的坚强骨架；只有大约4~6%的杂质形成10~15%左右的液相，而且液相粘度大。

鳞石英又并不因有液相出现而溶解在其中破坏网络结构；鳞石英只有在接近其熔点时，由于熔融而使骨架破坏引起砖体的变形以致坍塌。

故开始变形温度与40%的变形温度只差10~20℃、与耐火度只差60~70℃左右。

这一特点也就决定了硅砖高温结构强度会突然丧失的特征。

普通镁砖的高温荷重变形温度曲线分析：

普通镁砖中的方镁石被结合物（低熔结晶化合物）胶结，当温度升高至低熔化合物的熔点以后，生成了粘度很小的液相，导致结构体的松垮。

荷重软化开始温度与结构溃裂时的温度仅差10~30℃，而与耐火度却相差1000℃以上。

14.液相耐火材料高温荷重变形温度的主要因素是：

、主晶相的结晶构造及特性、主晶相颗粒间的结合状态、结合物的种类；

、主晶相与液相的相对比例，以及随温度升高时二者的相互作用和对液相数量、粘度的影响；

、组织结构中的气孔数量多、尺寸大，高温荷重变形温度低。

15.提高耐火材料的高温荷重变形温度的途径同抗蠕变性。

16.高温体积稳定性：

耐火材料在高温下长期使用时，其外形体积保持稳定不发生变化的性能。

是评价制品质量的一项重要指标。

用重烧线变化来表征。

正值为膨胀，负值为收缩。

多数耐火材料重烧时收缩，如粘土砖；少数膨胀，如硅砖等。

四、耐火材料热震损毁与抗热震性

1.抗热震性（热震稳定性）：

耐火材料抵抗温度急剧变化而不损坏的能力。

2.热震破坏的类型：

热震断裂（基于热弹性理论）和热震损伤（基于断裂力学理论）。

3.抗热震性的评价参数：

、急剧受热或冷却条件下，第一抗热应力断裂因子：

、缓慢受热或冷却条件下，第二抗热应力断裂因子：

、恒速受热或冷却条件下，第三抗热应力断裂因子：

、第四抗热应力破坏因子：

、第五抗热应力破坏因子：

4.R1、R2、R3是在弹性力学的基础上建立起的判断因子，把材料看成一个均匀的整体，因而材料强度愈高，抵抗热应力的能力就愈大。

这是通过避免裂纹产生来防止材料的热应力破坏，比较符合致密型材料。

R4、R5是基于断裂力学建立起来的判断因子，认为材料热应力的破坏是由于裂纹的扩展，阻止裂纹扩展就可以避免材料的热应力破坏。

它比较适合含有较多气孔的疏松材料。

5.耐火材料选材要求：

、较高（较大）：

热导率λ、导温系数a和断裂表面能γf；

、较低（较小）：

热膨胀系数α和原始强度σf。

6.提高耐火材料抗热震性的途径：

答：

、选用具有较低热膨胀系数α及较高热导率λ的材料为原料；

、增大晶粒尺寸或配料颗粒度，以便扩大原始裂纹长度（是提高抗热震性的有效措施）；

、人为的在材料中引入适量的第二相材料（使制品烧成时产生体积膨胀或收缩的微粉），造成复相材料在温度急变过程中易于形成微裂纹或微细孔隙，由此可使裂纹作准静态连续稳定扩展，并起到钝化扩展裂纹尖端的应力集中作用；

、调节配合料颗粒级配及成型压力，使材料中保持一定的气孔率；调整烧成制度使制品烧成时轻度欠烧或轻烧，可使颗粒间存有微小空隙；

、在允许情况下，改变