1、耐火材料的定义（名词解释）。

主要由无机非金属材料构成的且耐火度不低于1580℃的材料和制品。

2、无定形耐火材料的一般生产工艺流程。

原料的加工→配料→混炼→成型→干燥→烧成→拣选→成品。（老师说只答这些不得全分，自己在丰富一下内容）

3、含有晶相、玻璃相和仅含晶相的耐火材料两种材料的纤维组织结构。

按其主晶相和基质的成分可以分为两类:

一类是含有晶相和玻璃相的多成分耐火制品，如图（a）；一类是仅含晶相的多成分的结晶体，如图（b）。注：主晶相指构成制品结构的主体且熔点较高的晶相。基质指耐火材料中大晶体或骨料间隙中存在的物质。

4、高铝矾土加热变化特点？二级矾土为何最难烧结。

高铝矾土的加热变化是所含各矿物加热变化的综合反映，可分为三个阶段，即分解、二次莫来石化和重结晶烧结过程。

Al2O3∙2SiO2∙2H2O 450~550℃ Al2O3∙2SiO2+2H2O↑

α- Al2O3∙H2O 400~600℃ α- Al2O3+H2O↑

(1)分解阶段

Al2O3∙2SiO2∙2H2O 450~550℃ Al2O3∙2SiO2 + 2H2O↑

α- Al2O3∙H2O 400~600℃ α- Al2O3 + H2O↑

3（Al2O3∙2SiO2） >950℃ 3Al2O3∙2SiO2 + 2SiO2

(2)二次莫来石化阶段。

二次莫来石(次生莫来石)化是指高铝矾土中所含高岭石分解并转变为莫来石后，析出的SiO2与水铝石分解后的刚玉相作用形成莫来石的过程。

(3)重结晶烧结阶段。

当矾土的二次莫来石化已趋完成后，进入重结晶阶段，莫来石和刚玉晶体发育长大，气孔缩小和消失，料块逐渐致密化并烧结。

二级铝矾土难以烧结的原因：

影响烧结的主要因素是二次莫来石化、在高温下的液相组成和数量以及铝矾土的组织结构。

1）二级铝矾土，Al2O3/SiO2比值接近莫来石的Al2O3/SiO2比值，在煅烧后莫来石含量高，二次莫来石化程度大，该反应会引起明显的体积膨胀对烧结其阻碍作用；

2）二次莫来石化反应时，颗粒周围会形成莫来石膜阻碍反应进行，而二级铝矾土均匀性差，煅烧时由于矿物分布不均匀，莫来石膜厚度增加，铝、硅离子的扩散距离增长，使反应更难进行；

3）二级铝矾土在烧结过程中，液相量少于三级铝矾土，生成液相黏度高于特级和一级铝矾土，，对烧结作用的促进效果差。

5、高温下使用性能好的耐火材料低温下是否依然使用良好，为什么？并举例说明。（为什么硅质耐火材料在600℃下使用情况不好）

不一定，比如硅砖在850℃以上的高温下使用时，其不发生晶型转化，无体积效应或体积效应不明显，因此在高温下可以稳定的使用；而在600℃以下使用时，存在石英之间的晶型转化，如β-石英会转化为α-石英等，产生明显的体积效应，其抗热稳定性较差，因此在使用时易碎。故高温下使用性能好的耐火材料在低温下不一定使用良好。

6、提高镁质砖直接结合程度的途径（至少三条）。

1）对高温下含MgO和液相的镁砖中，为了使液相不致贯穿方镁石颗粒边界，使方镁石之间直接结合程度提高，那么加入Cr2O3是非常有利的；

2）对高温下存在二固相和液相的材料（白云石砖、镁铬砖），不同颗粒间的结合比相同颗粒间结合来得容易。因此，用尖晶石或C2S、M2S高熔点的矿物作为次要相对直接结合是非常有利的；

3）当系统中只有方镁石和液相时，提高CaO/SiO2的比例。液相中MgO的饱和浓度会随CaO/SiO2比例提高而降低，当固相和液相之间的组成差别增大时，会使固液界面张力增大。

7、制品中残炭的存在对制品的性质有哪些积极作用。

（1）可明显的提高制品的抗渣性；

（2）易使白云石砖中的MgO还原成CO气幕，并在制品表面形成氧化镁致密层，防止熔渣侵入；

（3）可使制品的高温强度得到提高；

（4）有利于制品的抗热震性。

8、熔渣扩散模型根据公式耐火材料熔渣中影响因素和控制方法。

9、各种耐火材料的何种变形曲线异同，产生原因。（答案仅供参考）

不同的耐火制品具有不同的荷重变形温度曲线，原因是制品的化学矿物组成即存在的结晶相、晶体的构造和性状不同。同时其形状还与晶体是形成网络骨架还是以孤岛状分散在液相中有关。前者变形温度高，后者的变形温度主要由液相的含量和粘度所决定。如液相越多，粘性越小，则其高温荷重变形温度下降越多。此外，制品的组织结构（如致密度），以及制品的颗粒组成，特别是粗颗粒的临界粒度对制品的荷重变形开始温度也有影响。

如图，当制品中的高熔点晶体相互接触或相互交织形成坚强网络结构时，其荷重软化温度必定较高。反之，高熔点晶相成孤立状态时，其荷重软化温度必定较低，如硅砖的相组成主要是磷石英和少量方石英。磷石英在砖中形成矛头状双晶互相交织的网络结构，故荷重软化温度一般皆很高，开始软化的温度多在1650℃以上，有的高达1680℃以上，高于磷石英熔点（1670℃）。又如普通镁砖，其中主晶相方镁石的熔点高达2800℃，但因主晶相被孤立，故荷重软化开始温度仅1550℃左右。

当制品中高熔点的晶相以外还有基质时，基质在高温下是否易于形成熔体，熔体的黏度随温度升高而降低的快慢程度以及基质的数量和分布等对荷重软化温度有显著影响。例如黏土砖和含Al2O3较低的高铝砖的主晶相皆为莫来石，因其中都含有较多丰富的SiO2的玻璃相基质，莫来石晶体孤立分散于其中，而基质在1000℃以下即开始软化，故开始软化变形的温度较低，并依基质含量增多，即莫来石与基质含量比的减少而降低。另外，由于此种基质黏度随温度升高而降低速率较慢，故变形温度范围较宽。又如普通镁砖的主晶相方镁石晶粒多被基质包围，而此种基质为由易容硅酸盐晶体构成，制品的荷重软化温度受基质控制，故较低。而且基质熔融后，其黏度很低，故试样极易突然破裂。再如硅砖具有很高的荷重软化温度，除磷石英等构成的骨架以外，也与高黏度玻璃相基质有关。

10、镁橄榄石。P103，出一道填空选择类小题

略

11、常温下抗折强度大的材料高温下使用性能是否良好，为什么？

不一定，若材料部分成分的熔点较低，荷重软化温度较低，则在高温下材料容易变软强度较低，故常温下抗折强度大的材料在高温下不一定使用性能良好。

12、β-刚玉的特点。P78

以工业Al2O3加Na2O为原料。

通式：M2+·XA23+O3

M+=Na+、K+、Li+、Rb+、Ag+、Cv+、Ga+、Tl+、H3O+、NH4+等

A3+=Al3+、Ga3+、Fe3+

X=5~11

β：Na2O·11Al2O3 熔点：1600℃，ρ=3.25g/cm3

β’’： Na2O·5.33Al2O3

同学讲ppt时提问的问题：

13、提高镁质材料直接结合程度的途径：

1. 对高温下含MgO和液相的镁砖中，引入Cr2O3；

2. 高温下存在二固相和液相的材料，不同颗粒间的结合比相同颗粒间的结合来得容易。因此以高熔点物相作次晶相（尖晶石、C2S、M2S）；

3.提高烧成温度,大结晶、晶界小。

14、什么叫耐火度?影响耐火度的因素有哪些?

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称为耐火度，与熔点不同。（或：材料在高温无外力作用下达到特定软化变形程度的温度，表征材料抵抗高温作用的性能）

影响耐火度的因素：固相与液相的数量比、液相粘度和材料的分散度。具有强熔剂作用的杂质成分，会严重降低制品的耐火度。（提高原料纯度）

15、镁橄榄石在还原状态下同铁直接接触时其制品耐火度降低的原因？

答：①由于Mg2+和Fe2+离子半径相近,镁铁置换形成无限固溶体，从而使系统出现液相的温度降低，制品的耐火度也随之降低。

②在氧化气氛下，2FeO ·SiO2在700℃时即可分解为Fe2O3和SiO2。这些Fe2O3在开裂面和晶粒界面析出，并在1400℃以上与M2S反应形成MF和MS。FeO的氧化和MF的生成都伴有很大的体职膨胀。若此种Fe2O3析出后，随后在还原气氛下，又再次成为2FeO·SiO2而消失，但在橄榄石晶粒上形成的裂隙却仍然存在。使耐火材料产生松散作用，从而造成制品的耐火度降低。（以上答案仅供参考）

？16、在尖晶石生产工艺中，加入水玻璃作为结合剂合适么?

答：不合适。

加入水玻璃溶液作为结合剂时，为了效果显著需加入较多的水玻璃溶液，而这样做会导致引入较多的Na2O，使制品的高温性能受到影响，从而影响产品的生产。（以上答案仅供参考）

17、耐火材料的分类。

1）碳素耐火材料(碳素系砖)：由无定形碳为主要组成；如炭砖；

2）石墨耐火材料：由结晶型石墨为主要组成；如石墨砖、人造石墨砖；

3）碳化硅耐火材料（碳化硅系砖）:由SiC为主要组成；如氮化硅结合碳化硅砖、自结合或再结晶碳化硅砖；

4）碳复合耐火材料（碳复合砖）：由含碳耐火原料或石墨与高熔点氧化物制成的耐火材料；如镁炭砖、铝炭砖、氧化铝-碳化硅-炭砖、铝镁炭砖等。

18、多孔绝热材料使用应注意的问题。

多孔轻质耐火材料的抗渣性差，不能直接与熔体接触，不能与高温高速炉尘接触。熔炼炉炉墙内衬原则上不宜采用多孔轻质材料，渣线以上部位慎用。

多孔轻质耐火材料重烧收缩大，使用温度应低于烧成温度50-100℃。

多孔轻质耐火制品的机械强度与耐磨性能差，不能用于开启频繁和震动强烈的部位，不恩呢该承载重压，要防撞防碰。在砌筑时膨胀缝布布置合理，以防膨胀挤碎。

19、简述氧化锆制品的性质及用途

在氧化物制品系统中ZrO2具有很多优良特性，如熔点高（2700℃），高温结构强大（2000℃荷重200KPa，能保持0.5~1h才能产生变形），化学稳定性良好，无论对酸和玻璃熔体都有很高的化学惰性，不易被液态金属润湿，因此也具有高的金属稳定性，高温蒸气压和分解压较低，具有比Al2O3和MgO低的挥发性。氧化锆质耐火材料在冶金、热工及其他工业的高温技术发展领域中是不容忽视的重要材料。

20、荷重软化温度的影响因素有哪些?

主要与主晶相的种类和性质以及主晶相间或主晶相和次晶相的结合状态；基质的性质和基质同主晶相和次晶相的数量比以及分布状态。另外，制品的密实性和气孔的状况也有一定的影响因素。

当制品中的高熔点晶体相互接触或相互交织形成坚强网络结构时，其荷重软化温度必定较高；反之，高熔点晶相成孤立状态时，其荷重软化温度必定较低。当制品中高熔点的晶相以外还有基质时，基质在高温下是否易于形成熔体，熔体的黏度随温度升高而降低的快慢程度以及基质的数量和分布等对荷重软化温度有显著影响。另外，测定荷重软化温度时所施加压力和升温速度不同，对同材质的耐火材料测得的荷重软化温度也不同。压力较低和升温速度较快，测得的荷重软化温度较高。

注：以上答案仅供参考，部分不全的请同学自己补充吧。

考试题型：

名词解释：10*3’=30’

简答：5*5’=25’

论述：3*10’=30’（ 有一个题目是“各种耐火材料的何种变形曲线异同，产生原因。”）

图解：1*15’=15’（ 老师说是“含有晶相、玻璃相和仅含晶相的耐火材料两种材料的纤维组织结构”这个图）

齐鲁工业大学耐火材料试题及答案