1. 前言概述

　　非氧化物耐火材料具有較高的化學純度、熔點，并且高溫結構強度大、化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性良好等特性。一般包括高熔點氧化物、難熔化合物及其衍生的其他化合物。

　　常見的非氧化物耐火材料如下：

　　2. 碳化物

　　碳化物一般由人工合成，具有較高的導熱性和導電性，耐火度及耐熱震性良好，但是碳化物的抗氧化性能稍差。

　　碳化物在工業(yè)上被廣泛用作高溫筑爐材料和發(fā)熱材料；TiC制品必須在還原氣氛或保護性氣氛中使用，由TIc制成的坩堝可以用來提出純Na、Bi、Sn等金屬；碳化硅復合材料可用作火箭發(fā)動機尾吹管和燃燒室材料。

　　天然的碳化硅(Crystolon)即碳硅石(Moissanite,又稱莫桑石)很少，工業(yè)上使用的碳化硅(Siliconcarbide)是一種人工合成材料，簡稱金剛砂。碳化硅制品是以SiC為原料和主晶相的耐火制品，同時也是是耐火材料領域常用的非氧化物耐火原料之一。以碳化硅為原料生產(chǎn)的粘土結合碳化硅、氧化物結合碳化硅、氮化硅結合碳化硅、重結晶碳化硅、反應燒結滲硅碳化硅等制品以及不定形耐火材料廣泛應用于冶金工業(yè)的高爐、煉鋅爐，陶瓷工業(yè)的窯具等。

　　3. 氮化物

　　氮化物的熔點高，但抗氧化性能差，在600-700℃時即可氧化，只能在真空或中性氣氛條件下使用。

　　氮化硅是一種具有良好的耐磨、耐高溫、耐蝕性的合成耐火原材料，以結合相的形式出現(xiàn)，主要應用在在鋁電解槽側壁、高爐陶瓷杯用不燒磚、鐵溝澆注料、高爐噴補料等方面。

　　Si3N4在耐火材料中一是用作碳化硅耐火材料的結合相，即氮化硅結合碳化硅;二是純氮化硅制品。Si3N4是難熔化合物，因此很難將其燒結成高密度的制品。Si3N4制品的性能與其燒結方法有密切關系。

　　氮化鋁分子式為AlN,含Al65.82%，N34.18%AlN粉末的合成方法很多，按發(fā)生反應時的原料狀態(tài)有固相反應法、液相反應法和氣相反應法。AlN具有很好的射溫、耐磨和介電性能，對于鋁及其它熔融金屬具有高溫耐蝕性并且熱震穩(wěn)定性良好，可用作耐熱沖擊和熱交換材料、特種耐火材料、半導體基板材料等。

　　4. 氧氮化物材料

　　SiAlON是氮化硅固溶體的總稱，又叫做塞隆Sialon，是由硅(Si)、鋁(Al)、氧(O)和氮(N)組成的一類化合物。在低溫和高溫下均具有優(yōu)異的硬度和機械強度、低熱膨脹系數(shù)、優(yōu)異的耐磨損性能和耐化學腐蝕性能。Sialon可通過高溫固相反應法、自蔓延合成法、還原氮化法等方法制備。Sialon材料具有優(yōu)越的力學性能、熱學性能和化學穩(wěn)定性，是一種良好的高溫結構陶瓷。常被應用到磨具和金屬切削工具、用于熔融金屬擠壓磨具和盛裝輸送部件、高爐內(nèi)襯材料等。

　　AlON具有良好的抗熱震性和抗渣、鐵侵蝕性能，通過高溫固相反應、氧化鋁還原氮化、鋁氧化氮化、化學氣相沉積等方法制備而成，可作為加入料被使用到鐵溝料、滑動水口和浸入式水口中。

　　MgAlON是以氧化鎂或鎂鋁尖晶石作為AlON的穩(wěn)定劑，可以提高抗渣侵蝕性能，由于對熔渣的潤濕性較差，能夠阻礙熔渣的侵蝕和滲透。

　　5. 硼化物

　　硼化物強度大，熔點高，抗氧化性不及氧化物，在氧化氣氛中只能是用到1400℃，中性及真空或還原氣氛下可達2000℃，TiB2、ZrB2、CeB2在真空條件下可達2500℃以上。硼化物的導電性能良好，具有很高的導熱性和熱穩(wěn)定性。可制成鋼水連續(xù)測溫套管、連鑄浸入式水口、火箭噴嘴、航空渦輪葉片、磁流體發(fā)電電極等。

　　碳化硼為黑色有金屬光澤晶體，俗稱黑鉆石，是以硼酸為主要原料，加入石油焦等碳質材料，經(jīng)過高溫固態(tài)冶煉、粉碎加工而成的一種粉末狀產(chǎn)品，與金剛石、立方氮化硼同屬于超硬材料。碳化硼不溶于水和有機溶劑，化學穩(wěn)定性強，耐酸、堿腐蝕，幾乎不與所有的酸、堿溶液反應。碳化硼還具有如下多種特性：具有較大的熱中子俘獲截面，中子吸收能力強，故有中子吸收劑之稱，具有半導體性等。

　　制造碳化硼特種耐火材料制品，由于在技術上有較大的難度，因此尚沒有形成工業(yè)性生產(chǎn)，只有為滿足某些特殊場合的需要才少量制造。目前，碳化硼制品的制造工藝還不完整也不成熟。制品可用熱壓燒成法和常溫加壓燒成法制成。因后一種方法難以制造出致密的制品，所以通常采用前一種方法。熱壓可在氬(Ar)氣保護下的碳管發(fā)熱的熱壓爐中進行。

　　氮化硼(BN)的結構和性能與石墨極為相似，外觀呈白色，因此又稱白石墨。它具有融點高、線膨脹系數(shù)小、熱導率大等優(yōu)點，還具有抗熱震性好、高溫絕緣性高、高溫潤滑性和抗侵蝕性好等優(yōu)點。它既能透過微波又能透過紅外線的材料。這種材料已廣泛地應用于現(xiàn)代化工業(yè)和許多尖端技術部門，是一種非常有前途的新型陶瓷材料。

　　熱壓法制造的氮化硼制品在N2或Ar氣氛中最高使用溫度達2800℃，無明顯熔點，但在氧化氣氛中穩(wěn)定性差，使用溫度只能在900℃以下。氮化硼制品膨脹系數(shù)低，導熱率高，熱震穩(wěn)定性優(yōu)良，同時是好的絕緣體。氮化硼制品可作為高溫熱電偶保護管，熔煉金屬的器皿，宇宙航行中熱屏蔽材料等。

　　由于非氧化物原料往往兼具多項特殊性能，在一些特殊材料的制作中，采用傳統(tǒng)氧化物原料生產(chǎn)的耐火材料已經(jīng)不能滿足要求，許多非氧化物原料比傳統(tǒng)的氧化物原料具有更高的熔點、更好的高溫力學性能，因此非氧化物耐材制品會越來越多的被應用到超高溫領域中。