耐火材料的性質(zhì)取決于其中的物相組成、分布及各相的特性，即取決于制品的化學(xué)礦物組成。對于既定的原料，即化學(xué)組成一定時，可以采取適當?shù)墓に嚪椒?，獲得具有某種特性的物相組織（如晶型、晶粒大小、分布以，形成固溶體和玻璃相等）和某種組織結(jié)構(gòu)(如致密程度、物料的顆粒大小和分布等）,在一定限度內(nèi)提高制品的工作性質(zhì)。

一、化學(xué)組成

化學(xué)組成即耐火材料的化學(xué)成分，它是耐火制品的基本特征之一。耐火材料是非均質(zhì)體，有主、副成分之分。通常將其基本成分稱為主成分，而將其他部分稱為副成分。副成分又按有意添加以提高制品某方面性能的成分，或是無意或不得已帶入的無益或有害成分，分別稱為添加成分及雜質(zhì)成分。

主成分通常是高熔點耐火氧化物或復(fù)合礦物或非氧化物的一種或幾種。它是耐火制品的主體，直接決定了耐火制品性能的基礎(chǔ)條件。耐火材料按其主成分的化學(xué)性質(zhì)可分為三類（見表1-1)。

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表1-1 按耐火材料的化學(xué)性質(zhì)分類

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添加成分往往是為彌補主成分在使用性能或生產(chǎn)性能以及作業(yè)性能某方面的不足而使用的，常被稱為結(jié)合劑、礦化劑、穩(wěn)定劑、燒結(jié)劑、減水劑、抗水化劑、抗氧化劑、促凝劑、膨脹劑等，添加成分種類繁多，是當前耐火材料行業(yè)研究的重點對象。它們的共同特點是：加入量很少：能明顯地改變耐火制品的某種功能或特性；對該制品的主性能無嚴重影響。

雜質(zhì)成分則是指由于原料純度有限而被帶人或生產(chǎn)過程中混入的對耐火制品性能具有不良影響的部分。一般說來，K₂O、Na₂O及FeO或Fe₂O₃都是耐火材料中的有害雜質(zhì)成分。此外，堿性耐火材料（RO為主成分的）中的酸性氧化物（RO2)及酸性耐火材料中的堿性氧化物都被視為有害雜質(zhì)，它們在高溫下具有強烈的熔劑作用。這種作用使得共熔液相生成溫度降低，生成的液相量增加，而且隨著溫度升高液相量增長的速度加快，從而嚴重影響了耐火制品的高溫性能

通過化學(xué)成分分析的數(shù)據(jù)，按所含成分的種類和數(shù)量，可以判斷制品或原料的純度以及制品的化學(xué)特性。表1-2列出了幾種常見的耐火氧化物的熔點，由這些氧化物又能復(fù)合成很多耐火礦物，圖1-1及表1-3示出了常見的耐火材料氧化物及主要礦物。耐火材料常用非氧化物如圖1-2所示。幾種氧化物的熔點見表1-4。

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表1-2 常用氧化物熔點

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表1-3 主要耐火復(fù)合礦物的熔點

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表1-3 耐火材料常用非氧化物的熔點

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二、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其性質(zhì)的影響時，單純從化學(xué)組成出發(fā)分析考察問題是不夠全面的。應(yīng)進一步觀察其化學(xué)礦物組成。耐火材料在其化學(xué)成分固定的條件下，由于成分分布的均勻性和加工工藝的不同，使制品組成中的礦物種類、數(shù)量、晶粒大小、結(jié)合狀態(tài)的不同，這種微觀結(jié)構(gòu)的不同，造成制品的性能差異。例如，SiO₂含量相同的硅質(zhì)制品，因SiO₂在不同工藝條件下可形成結(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，亦會對制品性質(zhì)有著顯著的影響。

耐火材料的礦物組成一般分為主晶相和基質(zhì)相兩大類。

主晶相是指構(gòu)成制品結(jié)構(gòu)的主體且熔點較高的晶相。制品中的主晶相依其平衡體系的組分和其相對含量而異，主晶相的性質(zhì)、數(shù)量和其間的結(jié)合狀態(tài)直接決定著制品的性質(zhì)。常見耐火制品的主晶相見表1-5.

表1-5常見耐火制品的主要成分及其主品相

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基質(zhì)是耐火材料制品的主品相之間填充的結(jié)晶礦物或玻璃相，其數(shù)量不大，但成分結(jié)構(gòu)復(fù)雜，作用明顯，往往對制品的某些性質(zhì)有著決定性的影響，而制品在使用時也常常首先從基質(zhì)部分開始損壞。

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

(1)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；

(2)僅含晶相的多成分制品，基質(zhì)多為細

微的結(jié)晶體。鎂磚、鉻鎂磚等堿性耐火材料。

耐火制品的顯微組織結(jié)構(gòu)有兩種類型，如

圖1-3所示。一種是由硅酸鹽（硅酸鹽晶體礦

物或玻璃體）結(jié)合物膠結(jié)晶體的結(jié)構(gòu)類型（圖

1-3中a),另一種是由晶體顆粒直接交錯結(jié)合成結(jié)晶（圖1-3中b)。

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圖1-3耐火制品的顯微組織結(jié)構(gòu)

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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，特別是對于硅磚中鱗石英和方石英的轉(zhuǎn)變，高鋁磚中莫來石晶粒的發(fā)育，鎂磚中方鎂石晶粒大小、形狀、分布特征等。對使用過程中受熔渣侵蝕的磚塊進行顯微鑒定更能提供改進質(zhì)量的方向。

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