耐火材料

耐火材料是通过热、压力或化学侵蚀性分解的材料，并且在高强度保留和形式的温度。耐火材料是多晶的、多相的、无机的、非金属的、多孔的和非均质的。它们通常由以下材料的氧化物或非氧化物（如碳化物、氮化物等）组成：硅、铝、镁、钙和锆。一些熔点> 1850°C的金属，例如铌、铬、锆、钨、钽等，也被视为耐火材料。

ASTM C71将耐火材料定义为“ ...具有使它们适用于暴露于1,000°F（811 K; 538°C）以上环境的结构或系统组件的化学和物理特性的非金属材料。 ”

耐火材料用于熔炉、窑炉、焚烧炉和反应堆。耐火材料还用于制造用于铸造玻璃和金属的坩埚和模具，以及用于火箭发射结构的导火板系统的堆焊。如今，钢铁工业和金属铸造行业使用了大约70％的所有耐火材料。

耐火材料必须在高温下具有化学和物理稳定性。根据操作环境，它们必须抗热冲击，化学惰性和/或具有特定范围的导热率和热膨胀系数。

铝（氧化铝）、硅（二氧化硅）和镁（氧化镁）的氧化物是用于制造耐火材料的最重要材料。通常在耐火材料中发现的另一种氧化物是钙（石灰）的氧化物。耐火粘土也广泛用于制造耐火材料。

耐火材料必须根据其所面临的条件进行选择。一些应用需要特殊的耐火材料。当材料必须承受极高的温度时，使用氧化锆。碳化硅和碳（石墨）是在某些非常恶劣的温度条件下使用的另外两种耐火材料，但它们不能与氧气接触，因为它们会氧化和燃烧。

二元化合物（例如碳化钨或氮化硼）可能非常难熔。碳化是已知的最难熔的二元化合物，熔点为3890°C。所述的三元化合物碳化钽铪具有所有已知的化合物（4215℃）的最高熔点的一个。

耐火材料可用于以下功能：

1. 用作热介质和容纳容器壁之间的热障
2. 承受物理压力并防止热介质对容器壁的侵蚀
3. 防腐蚀
4. 提供隔热

耐火材料有多种有用的应用。在冶金工业中，耐火材料用于衬里炉、窑、反应器以及其他容纳和运输热介质（例如金属和炉渣）的容器。耐火材料还有其他高温应用，例如燃烧加热器、氢气重整器、氨一级和二级重整器、裂化炉、公用锅炉、催化裂化装置、空气加热器和硫磺炉。