特种耐火材料的研究和发展现状

施　展（华北理工大学，河北　唐山　　063000）



特种耐火材料的研究和发展现状

施展
（华北理工大学，河北唐山063000）

摘要：新的材料是用来发展高新的技术物质的基础，是用以改造传统的产业的基础，所以，材料科学在世界上被划分成新世纪的六大高科技的领域之一。2003年至今，我国的国民经济是发展的速度最快的阶段。十余年来，全国的各行业都得到了迅猛发展，特种耐火材料行业在高温冶炼工业的高速发展推动中，也在迅速的发展。我国耐火原材料的产量从2003年开始的一千多万吨，发展到每年六千多万吨，截止到2010年，我国耐火材料的制品产量达到三千万吨。据统计，中国在耐火材料方面的产量占世界的70%，中国的耐火材料的出口在大约200万吨上下，2009年的出口量达到了大约210万吨，但是进口的数量只占到国内的需求量的0.03%。我国国内的企业的生产特种耐火材料不论是在质量、品种还是在数量上，大多都能够达到国内的高温的工业生产以及发展上的需要。

关键词：特种的耐火材料；社会发展现状；应用实际研究

一、特种的耐火材料的介绍

特种的耐火材料其是在传统的普通耐火材料的基础上来发展起来的，以高纯的氧化物、炭素以及非氧化物等等单一的材料或者是各种复合料来作为原料的，采用了传统的生产工艺或者是特殊的生产工艺去生产的，其制品就包括了特殊性能以及特种用途的新型的耐火材料，又作用又叫做特种耐火材料。

特种耐火材料虽然说成本高，但是因为它具备了很多的优异性能，是很多的工业部门都不可或缺无可代替的产品。尤其是在许多的新技术领域里，能够在很多的关键部位来替代其他产品，能够大幅的提高产品的使用寿命，经济的效益也有显著增长。特种耐火材料的分类是由原料以及制品性状的不同去分类的，大致能够分成五点：1.高熔点的氧化物材料和它的复合材料。2.高熔点的氧化物和难熔金属的复合材料。3.高温的不定形材料以及无机物的涂层。4.高温纤维包括它的增强材料。5.难以熔化合物的材料以及其复合材料。

二、特种的耐火材料其研究

各种品种不同的特种耐火材料，即使他们的化学成分以及结构不同，它们的性能也同样存在着一定的差异，但是从特种的耐火材料的总体上来讲，它比普通的耐火材料要多具备很多的优良性能，主要包括以下几个方面：

1.热学的性质。热膨胀的性质指的是材料的线度和它的体积温度因为升降从而发生了一些可逆性的增减的性能。大多数的特种耐火材料的线膨胀的系数都会比较大，氧化硼以及氧化硅的线膨胀的系数会较小。

2.力学方面的的性质。特种的耐火材料在弹性以及模量上都足够够大。大多数的材料都带有很高的机械强度，但是和金属的材料比较，因为自身的脆性，所以它们抗冲击的强度会相对来说比较低。绝大多数的特种的耐火材料都会带有很高的硬度，因此会比较的耐磨在尘粒的冲刷性方面也会比较好。大多数的特种的耐火材料因为高温蠕变，会都变得较小，最大的就是二硅化钼。蠕变值的大小以及晶界物质的气孔率等等都有关系。

3.电学方面的的性质。大多数的高熔点的氧化物都属于绝缘体，在这一类里，氧化钍以及稳定氧化锆等等在高温的情况之下，都会带有一定的导电性。碳化物以及硼化物的电阻，相对来讲都很小。有的氮化物同样是电的良导体，但是同样也有一些是典型的绝缘体。

4.使用的性质。①耐火的特性：特种耐火材料的熔点几乎都会在两千摄氏度以上，最高的碳化铪以及碳化钽分别是在3887℃以及3877℃。其耐火的程度也非常之高，在氧化的气氛中，氧化物的使用让温度甚至快要接近其熔点。碳化物以及氮化物在中性抑或是在其还原性的气氛里，比很多的氧化物还带有更高的使用的温度。

②抗热震方面的性质，抗热震的性能会非常的好。某一些品类的纤维制品，就包括说是纤维增强的复合的制品都具有较高的气孔率以及抗张的强度，而这些种类的材料的抗热震的性能都相对较好好。氮化硅、碳化硅、氮化硼包括二硅化钼等等也具有相对较好的抗热震的性质。

三、特种耐火材料发展现状

耐火材料在高温的工业发展里是非常重要的不可缺少的重要的基础材料。钢铁建筑和机械化工等等的国民经济发展的支柱型产业的发展都与耐火材料有着密切的关系。甚至可以说，耐火材料已经成为了我国国民的经济发展的一个重要的基础环节。高温工业急速的带动了我国特种耐火材料的产业迅猛发展。我国已经达到了耐火材料的产量第一以及消耗量第一，对于特种耐火材料的技术水平方面的研究发展也走在世界前列。

中国是耐火材料生产量很大的国家，根据材料显示，2013年，中国的耐火材料的产量已经达到了三千万吨以上，而在这之中，特种耐火材料制品达到了一千五百万吨往上。和上一年相比，整个产值产量高出同比的1.5%。由于欧美国家的钢铁的产量大幅度的下降，我国的特种耐火材料出口的总贸易额达到了20亿美元以上。预计未来三年，特种耐火材料会呈现快速增长的趋势。

中国的特种耐火材料的生产主要集中在8个省市自治区，华北东北地区较为集中，东南沿海地带因为资源较为缺乏，生产较少，但是依靠技术的先进力量也在此方面取得了较快速的发展。

特种耐火材料主要被使用在冶金和建材两个行业中。钢铁冶金对其的消耗大约在百分之六十，使用在炼钢炉钢包等方面；建材上的使用主要为水泥窑等方面。

四、特种耐火材料的发展展望

现在来说，我国的耐火材料的总产量居于世界的前列，但是在功能、特种、节能、长寿、环境友好型耐火材料等等先进的特殊耐火材料方面所占的的比重很低。要围绕着主要的下游行业的品种结构进行调整，加强技术上的进步以及新兴产业对于特殊耐火材料的需要，充分的发挥国家级的创新平台以及各级的企业技术中心和高等的院校的等方面的科技上优势，突破其关键性的技术瓶颈，大力的发展先进的特种耐火材料。高效、节能的特种耐火材料的技术发展相对来说滞后，在一定的程度上也制约了我们国家在高温行业上的发展。今后，如果要去研究和开发高效、高温的隔热耐火材料，降低能耗，对于整个的高温工业节能的减排都是举足轻重。

目前来说，我国的特种耐火材料所占比例仅仅在35%，相对于发达国家来说明显的偏低。我国要大力开发并且推广去使用各种的优质并且高效的特种耐火材料，带动国民经济的发展，争取未来三年达到50%左右的比例。

参考文献：

［1］顾立德《特种耐火材料》冶金工业出版社2006-03-01。

［2］中国标准出版社编著《耐火材料标准汇编》2007-03-01。

［3］胡宝玉《钢铁用耐火材料：向高温挑战的记录》冶金工业出版社2014-02-21。

中图分类号：TF065.1

文献标识码：A

文章编号：1671-864X（2016）07-0281-01