耐火材料在使用過(guò)程中，受到高溫（一般1000~1800℃）下發(fā)生物理、化學(xué)、機(jī)械等作用，使材料容易熔融軟化，或被熔蝕磨蝕，或發(fā)生崩裂損壞等現(xiàn)象，使操作中斷，而且沾污物料。因此要求耐火材料必須具有能適應(yīng)于各種操作條件的性質(zhì)。

耐火材料的一般性質(zhì)包括化學(xué)礦物組成、組織結(jié)構(gòu)、力學(xué)性質(zhì)、熱學(xué)性質(zhì)和高溫使用性質(zhì)。其中有些是在常溫下測(cè)定的性質(zhì)，例如氣孔率、體積密度、堆比重和耐壓強(qiáng)度等，例如耐火度、荷重軟化點(diǎn)、熱震穩(wěn)定性、抗渣性、高溫體積穩(wěn)定性等，這些性質(zhì)反應(yīng)在一定溫度下耐火材料所處的狀態(tài)，或者反映在該溫度下它與外界作用的關(guān)系。

耐火材料的質(zhì)量取決于其性質(zhì)，它是評(píng)價(jià)制品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)。在生產(chǎn)中是制定和改進(jìn)生產(chǎn)工藝，檢查生產(chǎn)過(guò)程中是否正確穩(wěn)定的依據(jù)。耐火材料正確合理地選用，也是以其性質(zhì)作為重要依據(jù)的。

 

一，耐火材料的化學(xué)組成

 

化學(xué)組成是耐火制品的基本特征。通常將耐火材料的化學(xué)組成按各個(gè)成分含量多少和其作用分為兩部分，即占絕對(duì)多量的基本成分——主成分和占少量的從屬的副成分。副成分是原料中伴隨著的夾雜成分和工藝過(guò)程中特別加入的添加成分（加入物）。

1, 主成分

它是耐火制品中構(gòu)成耐火基體的成分，是耐火材料的特性基礎(chǔ)。它的性質(zhì)和數(shù)量直接決定著制品的性質(zhì)。主成分可以是氧化物，也可以是元素或者某元素與另一元素的化合物，如各種形態(tài)的碳（石墨、無(wú)定形碳）和碳化硅（SiC）等。耐火材料按其主成分的化學(xué)性質(zhì)可分為三類：

2, 雜質(zhì)成分

用化學(xué)成分分析可以從耐火材料（或原料）中分離出其中所含的通常稱為熔劑的雜質(zhì)。這些雜質(zhì)是某些能與耐火基體作用而使其耐火性能降低的氧化物或化合物。

 

3, 添加成分

在耐火制品生產(chǎn)中，為了促進(jìn)其高溫變化荷降低燒結(jié)溫度，有時(shí)加入少量的添加成分。按其目的和作用不同可分為礦物劑、穩(wěn)定劑和燒結(jié)劑等。除可以燒掉成分外，它們都包含在制品的化學(xué)組成中。

 

二， 耐火材料的礦物組成

 

耐火制品是礦物組成體。制品的性質(zhì)是其組成礦物和微觀結(jié)構(gòu)的綜合反映。因此，在分析制品的組成對(duì)其性質(zhì)的影響時(shí)，單純從化學(xué)組成出發(fā)分析考察問(wèn)題是不夠全面的，應(yīng)進(jìn)一步觀察其化學(xué)礦物組成。耐火制品的礦物組成取決于它的化學(xué)組成和工藝條件。化學(xué)組成相同的制品，由于工藝條件的不同，所形成礦物相的種類、數(shù)量，晶粒大小和結(jié)合情況的差異，其性能可能有較大差別。例如：SiO2含量相同的硅質(zhì)制品，因SiO2在不同工藝條件可形成結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同的兩種礦物—鱗石英和方石英，使制品的某些性質(zhì)會(huì)有差別。即使制品的礦物組成一定，但隨礦相的晶粒大小、形狀和分布情況的不同，亦會(huì)對(duì)制品性質(zhì)有顯著的影響（如熔鑄制品電熔磚）。

 

耐火材料一般是多相組成體，其中礦物相可分為兩類，即結(jié)晶體和玻璃相。

 

1，主晶相是構(gòu)成制品結(jié)構(gòu)的主體且熔點(diǎn)較高的晶相。耐火制品中主晶相依其平衡體系的組分和其相對(duì)含量而異。主晶相的性質(zhì)、數(shù)量和其間結(jié)合狀態(tài)直接決定著制品的性質(zhì)。

2，基質(zhì)是指填充在主晶相間其他不同成分的結(jié)晶礦物和玻璃相，也稱為結(jié)合相。在耐火制品的相組組成中，雖然它們的含量并不多，但對(duì)制品的性質(zhì)（如高溫特性和耐侵蝕性）起著決定性的影響。制品在使用時(shí)也往往首先從基質(zhì)部分開始損壞，因而在耐火制品的生產(chǎn)工藝中，為了改善制品的性質(zhì)，采用調(diào)整和改變制品的基質(zhì)成分是有效的工藝措施。

 

絕大多數(shù)耐火制品（除少數(shù)特高耐火制品外），按其主晶相和基質(zhì)的成分可以分為兩類：

 

• 含有晶相和玻璃相的多成分耐火制品，它的基質(zhì)為玻璃相，如粘土磚。硅磚等屬于此類；

 

• 僅含晶相的多成分制品，基質(zhì)多為細(xì)微的結(jié)晶體。鎂磚，鉻鎂磚等堿性耐火材料屬于這一類。這些制品在高溫?zé)蓵r(shí)，產(chǎn)生一定數(shù)量的液相，其數(shù)量和形成速度決定于原料種類和共熔體成分，但是液相在冷卻時(shí)并不形成玻璃，而是形成結(jié)晶性基質(zhì)，結(jié)果主晶相為次生晶體的基質(zhì)所膠結(jié)著，基質(zhì)晶體的成分不同于主晶相。

 

鑒定并研究耐火材料的原料、制品以及使用后磚塊的礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)，有非常重要的意義，特別是對(duì)于硅磚中鱗石英和方石英的轉(zhuǎn)變，高鋁磚中莫來(lái)石晶粒的發(fā)育，鎂磚中方鎂石晶粒大小、形狀、分布特征等等。使用過(guò)程中受熔渣侵蝕的磚塊進(jìn)行顯微鑒定更能提供改進(jìn)質(zhì)量的方向。

 

鑒定耐火材料礦物組成和顯微結(jié)構(gòu)的方法有：

• 顯微鏡法：它是在顯微鏡下觀察。有折射率法。薄片法和反射光巖相法。
• X射線分析法
• 電子顯微鏡法
• 差熱分析和脫水曲線