引言：耐火材料一般是指耐火度在1580℃以上的无机非金属材料，包括天然矿石及按照一定的目的要求经过一定的工艺制成的各种产品，其具有一定的高温力学性能、良好的体积稳定性，是各种高温设备必需的材料。耐火材料的物理性能包括结构性能、热学性能、力学性能、使用性能、作业性能。耐火材料按制造工艺可以分为：烧结耐火材料、熔铸耐火材料、不定型耐火材料。按使用的行业可以分为：冶金、玻璃、水泥、陶瓷、建材等窑用耐火材料。按成分（材质）可以分为：铝质、铝锆、铝锆硅、锆质、镁质、镁锆、镁铝、

铝硅、硅质耐火材料。

正文：

一、耐火材料抗侵蚀的研究现状

1.1炼钢用耐火材料抗侵蚀研究

在炼钢生产过程中，钢包渣线部位侵蚀比较严重，侵蚀介质主要有熔渣（熔渣成分为：CaO、SiO₂、Al₂O₃、MgO、FeO、MnO等）和钢水。钢包渣线砖材质主要是镁碳耐火材料，在高温使用过程中，砖中的碳与砖面附近的O₂及熔渣中的氧化物还有与其自身的MgO发生氧化-还原反应形成脱碳层，破坏了网络结构使其组织变得疏松多孔。一部分熔渣中CaO、SiO₂等接触耐火砖与其表面材料反应形成低熔点物相；还有一部分熔渣沿脱碳通道进入方镁石结晶颗粒边界与MgO组分反应生成低熔物，这部分低熔物液相渗透于MgO颗粒周围，分解镁砂，使骨料破坏。而液相在钢水以及熔渣的冲刷下极易流失加速耐火材料向炉渣中溶解，导致镁碳砖熔损。由于含碳耐火材料易被氧化使砖损毁，因此，低碳MgO-C砖、添加结合剂、抗氧化剂、非氧化物的镁碳砖以及使用纳米技术的镁碳砖等将是未来发展方向。

1.2水泥窑用耐火材料的抗侵蚀研究

水泥窑用耐火材料主要在过渡带和烧成带侵蚀严重，侵蚀介质主要是挥发性碱盐（来自原料和燃料的带入的碱以氯化物和硫酸盐的形式挥发）、水泥熟料液相。过渡带和烧成带所用材质主要是镁质耐火材料，使用最多的是镁铬砖和镁铝尖晶石砖。水泥原料及燃料中的钾、钠、硫、氯化合物形成的挥发性碱盐进入砖的气孔内，随着温度波动而液化或固化、沉淀、填充耐火砖空隙造成受渗部分砖的致密化、热膨胀系数增大和脆化使其被侵蚀破坏；在烧成带和过渡带，水泥熟料液相在耐火材料呈软化状态下沿着其空隙侵入和渗透并与砖内组分反应生成低熔点化合物损坏砖的致密结构，导致砖的化学蚀损，使其剥落损毁。另外，在水泥窑氧化气氛中，三价铬离子Cr³⁺易被氧化成六价铬离子Cr⁶⁺，Cr⁶⁺的排出会污染环境，因此，无铬砖如改性白云石砖、镁铝尖晶石砖、镁铁铝尖晶石砖、镁钙锆砖、MgO-TiO₂-Al₂O₃系原料的砖将是未来发展方向。

1.3水煤浆气化炉用耐火材料抗侵蚀研究

水煤浆气化炉内衬用的主要是高铬耐火材料，该材料主要受到煤熔渣（煤熔渣的化学组分主要由SiO₂、CaO、Al₂O₃、FeO、MgO等组成）和还原气体（CO、H₂）的侵蚀、渗透，气体主要侵蚀部位是煤气化炉拱顶，而煤熔渣主要侵蚀筒体炉壁和锥体。在高铬耐火材料使用过程中，由于煤熔渣黏度低，对耐火材料的浸润性和渗透性很强，所以易沿着耐火砖的气孔或裂纹渗透，又由于气化炉自身存在压力，更加促进了熔渣的渗透，与砖内化学成分Cr₂O₃、ZrO₂、Al₂O₃等发生反应，生成新的物相，并固化沉积在砖层中，破坏其内部结构，形成变质层，降低材料的高温强度，经过反复冲刷、磨损、侵蚀，造成炉衬蚀损而剥落；而强还原性气体CO、H₂易沿着气孔或裂纹侵入与砖中杂质SiO₂、含铁氧化物反应生成气体溢出或铁类氧化物与CO反应生成C在砖中沉积致使高铬砖鼓胀开裂，造成气蚀损坏。研究开发水煤浆气化炉用环境友好型低铬/无铬耐火材料是未来的发展方向。

二、提高耐火材料抗侵蚀的途径

造成耐火材料侵蚀的主要原因：一是侵蚀介质与耐火材料接触后在其表面反应相互溶解造成侵蚀；二是侵蚀介质向耐火材料渗透发生复杂化学反应造成侵蚀。针对耐火材料侵蚀和损毁的原因，提高耐火材料的抗侵蚀性的途径如下：

（1）选择合适的耐火材料

根据侵蚀介质不同选择合适耐火材料，首先选择不与侵蚀介质发生物理化学反应的耐火材料，即酸性侵蚀介质选择酸性或中性耐火材料，而碱性侵蚀介质选择碱性或中性耐火材料，有利于提高耐火材料的抗侵蚀性。

（2）降低侵蚀介质与耐火材料的润湿性

可以在耐火材料中添加某些物质，降低侵蚀介质对耐火材料的润湿性，减少接触面积，进而阻止熔渣对材料的渗透，提高抗侵蚀性能。

（3）耐火材料中形成微气孔结构

用适当的方法使耐火材料产生微气孔提高耐火材料结构的致密性，使侵蚀介质难以通过气孔向深层渗透，且受热膨胀时承受一定的收缩，阻止介质的侵蚀，从而增加材料的抗侵蚀性能。

（4）耐火材料表面形成致密保护层

在耐火材料表面形成保护层的措施主要有：一是通过耐火材料与侵蚀介质等反应，在表面沉积形成熔点较高的共熔物致密层；二是在耐火材料表面涂保护涂层；三是在侵蚀介质侵蚀时，使材料非氧化物表面发生氧化或扩散氧化形成致密氧化层。这些方法都可阻止熔渣进一步的侵蚀，提高耐火材料的抗侵蚀性。

总结

综上所述，耐火材料具有良好的物理和化学性能，同时能够承受高温强度和较好的热震稳定性，是高温技术不可或缺的材料，其所运用的领域越来越广泛（钢铁行业、锂电池正极材料合成行业、冶金行业以及建材行业等），因此，对耐火材料的研究范围越来越广。

参考文献：

[1]徐建峰.耐火材料的组成对其抗侵蚀性能的影响[J].耐火与石灰，2008（2）：28-31.

[2]丁颖颖，张伟奇，陈宁，李素平.耐火材料抗侵蚀性能研究进展[J].中国陶瓷，2018，54（7）：53-56.