摘要：耐火材料具有耐高温、高强度和耐腐蚀等优良性能，但脆性已成为其破坏的致命弱点。此外，它们总是在冷热循环环境中使用。因此，提高耐火材料的韧性和抗热震性一直是人们研究的重点。现在社会中对耐火材料的研究取得突破性发展，本文将对耐火材料的研究进展进行简要概括与分析，并对其未来的发展进行分析预测。
关键词：金属；耐火材料；纳米科技；塑性成形；促烧结作用
一.引言
耐火材料用于钢铁、有色金属、建筑材料、化工、电力、环保、航空航天等领域的高温加工。它们是在高温工业中实施所有新工艺和新技术的重要基础和支持材料，在提高高温工业产品质量和品种开发、高效生产、节能减排方面发挥着重要作用。钢铁、有色金属和石化等高温行业的高速发展，以及关键设备和技术的进步，极大地促进了中国耐火材料的科技创新和工业发展。中国已经成为世界上最大的耐火材料和耐火材料的生产国、消费国和出口国，在国际耐火材料领域占有重要地位。
中国的耐火原料资源承受着国内外的双重消耗，目前的消耗率已经超过了这些不可再生资源的承受极限。优质铝土矿、优质石墨和优质镁矿资源已经出现紧张的，对耐火材料和高温工业的可持续发展构成潜在威胁。尽管开发了低品位矿石综合利用技术，并形成了一系列结构均匀、性能优异的高铝均质材料，但耐火材料的科学应用、资源综合利用和新型耐火原料体系的开发仍然是关系到耐火工业可持续发展的紧迫任务。
二.金属防火材料
金属晶格会在应力作用下滑移，并具有塑性特征:它被引入耐火材料中，与硬质无机材料颗粒相比，金属在成型过程中会表现出塑性成型特征，因此在相同成型压力下制备的生坯密度高于未添加金属样品。
金属对耐火材料的烧结效果可归因于两个因素:第一，金属形成的塑性相的引入可增加生坯的密度，缩短颗粒之间的距离，并减少烧结过程中扩散和传质所需的能量；其次，金属的熔点通常低于耐火材料的熔点，并且液相可以在较低的温度下形成。液相及其粘性流形成的毛细力加速了原子的迁移速度和生坯的收缩，促进了烧结致密化过程。
三.纳米防火材料
众所周知，纳米技术作为一种高新技术，已经成为各个领域研究和发展的热点，并得到迅速发展和广泛应用，对各国的经济、政治和社会都产生了重大影响。
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简言之，纳米技术是利用纳米材料的独特性质来显著改变材料的机械、磁性、热和催化性能。当细粉的粒度达到纳米级时，由于超细颗粒尺寸、高比表面积和大量位于颗粒边界和缺陷中心的原子，细粉的性质与微米级粉末的性质存在显著差异，应用后会产生一些特殊效果。如:填充、降低烧结温度、提高反应活性、增强结合、改善微观结构、具有催化作用等。近年来，纳米技术在耐火材料中的应用研究逐年增加，主要集中在纳米粉末、溶胶和纳米前驱体对耐火材料微观结构和性能的影响。现有的研究结果表明，纳米技术在耐火材料中的应用可以降低烧结温度。
优异部分：在耐火浇注料中引入纳米相可以减少水泥和水的添加量，减少有害成分，提高性能。纳米粉体的加入可以降低烧结温度，改善氧化物产品的微观结构和性能。在含碳耐火材料中引入纳米碳可以在大幅度降低碳含量的情况下保持优异的抗热震性和耐腐蚀性。
四.高性能隔热材料的研究
隔热材料是重要的高温工程材料，不仅对钢铁工业，也对其他高温装置的隔热保温和能效提升有重要意义。目前世界各国均在以研究高性能隔热材料为主的技术上实现突破。在今后的防火材料研究中，高性能的隔热材料将会是热点的研究方向。
五.研究进展
发达国家高温工业革命性的新技术突破极大地促进了新型功能性节能耐火材料的发展，如冶炼还原炼铁技术的关键耐火材料和带材铸造的功能材料。近年来，美国开发了多孔高性能材料，具有隔热功能和优异的抗金属熔化和化学侵蚀能力，这促进了耐火材料功能化和还原的发展。美国、日本、德国和其他国家已经开发出高性能氧化铝和氧化锆纤维及其产品，它们可以在1500℃以上长时间使用，并且使用温度高于1260℃的环境友好型可生物降解纤维。近年来，德国加大了对梯度结构和层状复合结构高级耐火材料的设计和制备的研究，以节省高温工业的能源，促进耐火材料的功能化、轻量化和减少发展。此外，美国、日本和欧盟高度重视耐火材料。石墨被列为战略原料，氧化镁和氧化铝等11种原料被列为潜在的战略原料。因此，在废旧耐火材料的回收利用和原材料资源的综合利用方面做了大量的工作。
参考文献：
[1]卢安修编著，无机非金属材料导论.中南大学出版社，2003.
[2]王培铭主编.无机非金属材料学.同济大学版社，1999.
[3]李世普主著.特种陶瓷工艺学.武汉：武汉工业出版社，1992.
论文作者:石晓兵,王康成,薛荣升,李凯龙,朱留毓
论文发表刊物:《基层建设》2019年第2期
论文发表时间:2019/4/23
标签：耐火材料论文; 高温论文; 材料论文; 纳米论文; 金属论文; 隔热材料论文; 生坯论文; 《基层建设》2019年第2期论文;