1．耐火材料
能承受高溫作用而不易損壞的材料，稱為耐火材料。常用的耐火材料有耐火砌體材料、耐火水泥及耐火混凝土。
(1)耐火材料的主要性能指標(biāo)和分類：
1)耐火材料的主要性能指標(biāo)。
①耐火度。耐火度是耐火材料受熱后軟化到一定程度的溫度。耐火度高，表示耐火材料承受高溫作用的能力強(qiáng)。它不是材料的熔化溫度，也不是材料的許用溫度。耐火材料的耐火度通常高于1580℃；
②荷重軟化溫度。荷重軟化溫度是耐火材料在給定負(fù)荷(例如20MPa)作用下，以給定速度加熱到試樣開始塑性變形或產(chǎn)生給定變形量的溫度，又稱為材料的荷重軟化點(diǎn)。荷重軟化溫度越高，則材料的高溫強(qiáng)度越好。粘土耐火磚的耐火溫度約為1730℃，荷重軟化溫度約為1350℃，而它的長期使用溫度約為1000℃左右；
③高溫化學(xué)穩(wěn)定性。高溫化學(xué)穩(wěn)定性是耐火材料抗?fàn)t氣和爐料腐蝕的能力；
④抵抗溫度變化的能力越好，則耐火材料在經(jīng)受溫度急劇變化時(shí)越不易損壞；
⑤抗壓強(qiáng)度要好；
⑥密度和比熱容。密度和比熱容要小，這樣可以減少耐火材料加熱時(shí)吸收的熱量，使加熱速度加塊，但是密度小時(shí)，耐火材料的強(qiáng)度較低；
⑦熱導(dǎo)率要小，隔熱性能要好，電絕緣性能要好。
2)耐火材料的分類。
①耐火砌體材料。按材質(zhì)高低分為普通耐火材料和特種耐火材料；按材料密度分為重質(zhì)耐火材料和輕質(zhì)耐火材料；按耐火材料的主要化學(xué)成分分為粘土磚、高鋁磚、硅磚、氧化鋁磚、石墨和碳制品以及碳化硅制品等。普通耐火材料是用量最多，應(yīng)用面最寬的耐火材料。如多數(shù)煉鐵高爐、煉鋼爐、加熱爐的爐襯，均采用這類耐火材料砌成。
②耐火水泥及混凝土。低鈣鋁酸鹽耐火水泥是用優(yōu)質(zhì)鋁釩土和石灰石，按一定比例配合經(jīng)燒結(jié)、磨細(xì)制成。低鈣鋁酸鹽水泥與耐火磚細(xì)塊摻和，可制成耐火混凝土，用于某些高溫窯爐和加熱爐的內(nèi)襯；也可與輕質(zhì)耐火磚細(xì)塊摻和制成耐火隔熱材料，或與石棉摻和制成石棉耐火水泥制品。
耐火混凝土與普通耐火磚比較，具有施工簡便、價(jià)廉和爐襯整體密封性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但強(qiáng)度較低。按照膠結(jié)料的不同，耐火混凝土分為水硬性耐火混凝土、火硬性耐火混凝土和氣硬性耐火混凝土；按照密度的高低，可分為重質(zhì)耐火混凝土和輕質(zhì)耐火混凝土兩類。
2．耐火隔熱材料
耐火隔熱材料又稱為耐熱保溫材料。它是各種工業(yè)用爐(冶煉爐、加熱爐、鍋爐爐膛)的重要筑爐材料。常用的隔熱材料有硅藻土、蛭石、玻璃纖維(又稱礦渣棉)、石棉，以及它們的制品如板、管、磚等。
(1)硅藻土耐火隔熱保溫材料。硅藻土耐火隔熱保溫材料是目前應(yīng)用最多、最廣的耐火隔熱保溫材料。硅藻土耐火保溫磚、板、管，具有氣孔率高，耐高溫及保溫性能好，密度小等特點(diǎn)。使用這種材料，可以減少熱損失，降低燃料消耗，減薄爐墻厚度，減輕爐體重量，降低工程造價(jià)，縮短窯爐周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，而且還有用于900℃以下熱工設(shè)備保溫時(shí)，永不變質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。
硅藻土磚、板廣泛用于電力、冶金、機(jī)械、化工、石油、金屬冶煉電爐和硅酸鹽等工業(yè)的各種熱體表面及各種高溫窯爐、鍋爐、爐墻中層的保溫絕熱方面。硅藻土管廣泛用于各種化工、石油、氣體、液體高溫過熱管道及其他高溫設(shè)備的保溫絕熱方面。
(2)硅酸鋁耐火纖維。硅酸鋁耐火纖維是輕質(zhì)耐火材料之一。它形似棉花，呈白色纖維狀，具有密度小、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、熱導(dǎo)率低、比熱容小、抗機(jī)械振動(dòng)好、體脹系數(shù)小和優(yōu)良的隔熱性能。因此，硅酸鋁耐火纖維及其制品(氈、板、磚、管等)和復(fù)合材料，廣泛地用于冶金、機(jī)械、建筑、化工和陶瓷工業(yè)中的熱力設(shè)備，如鍋爐、加熱爐和導(dǎo)管等的耐火隔熱材料。
(3)微孔硅酸鈣保溫材料。微孔硅酸鈣保溫材料制品是用硅藻土、石灰、石棉和水玻璃等混合材料壓制而成。其表觀密度小、強(qiáng)度高、傳熱系數(shù)低且不燃燒、不腐蝕、無毒和無味，可用于高溫設(shè)備熱力管道的保溫隔熱工程。
(4)礦渣棉制品。礦渣棉制品可用作保溫、隔熱和吸音材料。
3．耐蝕(酸)非金屬材料
耐蝕(酸)非金屬材料的組成主要是金屬氧化物、氧化硅和硅酸鹽等。常用的非金屬耐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
(1)鑄石。鑄石是以輝綠巖、玄武巖、頁巖等天然巖石為主要原料，經(jīng)熔化、澆注、結(jié)晶、退火而成的一種硅酸鹽結(jié)晶材料。鑄石具有極優(yōu)良的耐磨與耐化學(xué)腐蝕性、絕緣性及較高的抗壓性能。其耐磨性能比鋼鐵高十幾倍至幾十倍。在各類酸堿設(shè)備中，其耐腐蝕性比不銹鋼、橡膠、塑性材料及其他有色金屬高得多，但脆性大、承受沖擊荷載的能力低。因此，在要求耐蝕、耐磨或高溫條件下，當(dāng)不受沖擊震動(dòng)時(shí)，鑄石是鋼鐵(包括不銹鋼)的理想代用材料，不但可節(jié)約金屬材料、降低成本，而且能有效地提高設(shè)備的使用壽命。
可用鑄石加工生產(chǎn)各類板材、管材、異型和特型材，也可用鑄石粉制作鑄石復(fù)合制品和調(diào)制耐酸膠泥。采用鑄石粉調(diào)制的膠泥具有吸水性小、收縮性小、耐腐蝕性能高和粘結(jié)力強(qiáng)。
(2)石墨。石墨按照來源不同可分為天然石墨和人造石墨。防腐材料中應(yīng)用的主要是人造石墨。人造石墨經(jīng)過不透性處理，即通過浸漬、壓型澆注等方法制得的新型結(jié)構(gòu)材料稱為不透性石墨。它不僅具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性，還具有極高的導(dǎo)熱性能。
石墨材料具有高熔點(diǎn)(3700℃)，在高溫下有高的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)溫度增加時(shí)，石墨的強(qiáng)度隨之提高。石墨在3000℃以下具有還原性，并且在中性介質(zhì)中有很好的熱穩(wěn)定性。在急劇改變溫度的條件下，石墨比其他結(jié)構(gòu)材料都穩(wěn)定，不會(huì)炸裂破壞，石墨的導(dǎo)熱系數(shù)比碳鋼大2倍多，所以，石墨材料常用來制造傳熱設(shè)備。
石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。除了強(qiáng)氧化性的酸(如硝酸、鉻酸、發(fā)煙硫酸和鹵素)之外，在所有的化學(xué)介質(zhì)中都很穩(wěn)定，甚至在熔融的堿中也很穩(wěn)定。
不透性石墨作為耐腐蝕的非金屬無機(jī)材料，用于制造各種類型的熱交換器、鹽酸合成爐、膜式吸收器、管道、管件、閥門、塔及附件、泵類以及襯里用的磚板等。
(3)玻璃。按形成玻璃的氧化物可分為硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃和鋁酸鹽玻璃等，其中硅酸鹽玻璃是應(yīng)用最為廣泛的玻璃品種。硅酸鹽玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性很高，抗酸性強(qiáng)，組織緊密而不透水，但它若長期在某些介質(zhì)作用下，也會(huì)受侵蝕。玻璃長時(shí)期在溫水或水汽作用下，能使硅酸鹽水解，玻璃表面分離出二氧化硅凝膠和苛性堿，使玻璃混濁變色、表面粗糙。硅酸鹽玻璃具有較好的光澤和透明度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好(石英玻璃使用溫度達(dá)1000～1100℃)、機(jī)械強(qiáng)度高(如塊狀玻璃的抗壓強(qiáng)度約為600～1600MPa，玻璃纖維抗拉強(qiáng)度約為1500～4000MPa)、硬度大(莫氏硬度為5.5～6.5)和電絕緣性強(qiáng)，但不耐氫氟酸，熱磷酸、熱濃堿液的腐蝕。一般用作制造化學(xué)儀器和高級(jí)玻璃制品、無堿玻璃纖維、耐熱用玻璃和絕緣材料等。
(4)天然耐蝕石料。天然耐蝕石料的組成含二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于55.0 %，且其含量越高耐酸性能越好。含氧化鎂、氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50.0％以上的石料，有較好的
或好的耐堿性能，但不耐酸浸蝕。而某些耐酸石料含二氧化硅雖然很高，由于結(jié)構(gòu)致密也
能耐堿侵蝕。如花崗巖強(qiáng)度高、耐寒性好，但熱穩(wěn)定性較差；石英巖強(qiáng)度高、耐久性好、
硬度高、難于加工；輝綠巖及玄武巖密度高、耐磨性好、脆性大、強(qiáng)度極高、加工較難；
石灰?guī)r熱穩(wěn)定性好、硬度較低。
(5)水玻璃型耐酸水泥。水玻璃型耐酸水泥具有能抗大多數(shù)無機(jī)酸和有機(jī)酸腐蝕的能
力，但不耐堿。水玻璃型耐酸水泥是將耐酸填料(一般采用石英巖、熔融輝巖或陶瓷碎
片)和硬化劑(一般采用氟硅酸鈉)，按適當(dāng)配比粉磨后再混合均勻制得的粉狀物料。使
用時(shí)再用適量的水玻璃溶液攪勻，能在空氣中硬化，具有抵抗大多數(shù)無機(jī)酸和有機(jī)酸腐蝕
的能力。用于硫酸、鹽酸、磷酸(除30℃以上熱磷酸)、醋酸、氯氣、二氧化硫、三氧化
硫、蟻酸和草酸等生產(chǎn)設(shè)備。
4．陶瓷材料
陶瓷材料屬于硅酸鹽材料。目前陶瓷的應(yīng)用已滲透到各類工業(yè)、各種工程和各個(gè)技術(shù)
領(lǐng)域。陶瓷材料有著許多區(qū)別于其他材料的物理化學(xué)性能。比如高溫化學(xué)穩(wěn)定性、超硬的
特點(diǎn)和極好的耐腐蝕性能。
能承受高溫作用而不易損壞的材料，稱為耐火材料。常用的耐火材料有耐火砌體材料、耐火水泥及耐火混凝土。
(1)耐火材料的主要性能指標(biāo)和分類：
1)耐火材料的主要性能指標(biāo)。
①耐火度。耐火度是耐火材料受熱后軟化到一定程度的溫度。耐火度高，表示耐火材料承受高溫作用的能力強(qiáng)。它不是材料的熔化溫度，也不是材料的許用溫度。耐火材料的耐火度通常高于1580℃；
②荷重軟化溫度。荷重軟化溫度是耐火材料在給定負(fù)荷(例如20MPa)作用下，以給定速度加熱到試樣開始塑性變形或產(chǎn)生給定變形量的溫度，又稱為材料的荷重軟化點(diǎn)。荷重軟化溫度越高，則材料的高溫強(qiáng)度越好。粘土耐火磚的耐火溫度約為1730℃，荷重軟化溫度約為1350℃，而它的長期使用溫度約為1000℃左右；
③高溫化學(xué)穩(wěn)定性。高溫化學(xué)穩(wěn)定性是耐火材料抗?fàn)t氣和爐料腐蝕的能力；
④抵抗溫度變化的能力越好，則耐火材料在經(jīng)受溫度急劇變化時(shí)越不易損壞；
⑤抗壓強(qiáng)度要好；
⑥密度和比熱容。密度和比熱容要小，這樣可以減少耐火材料加熱時(shí)吸收的熱量，使加熱速度加塊，但是密度小時(shí)，耐火材料的強(qiáng)度較低；
⑦熱導(dǎo)率要小，隔熱性能要好，電絕緣性能要好。
2)耐火材料的分類。
①耐火砌體材料。按材質(zhì)高低分為普通耐火材料和特種耐火材料；按材料密度分為重質(zhì)耐火材料和輕質(zhì)耐火材料；按耐火材料的主要化學(xué)成分分為粘土磚、高鋁磚、硅磚、氧化鋁磚、石墨和碳制品以及碳化硅制品等。普通耐火材料是用量最多，應(yīng)用面最寬的耐火材料。如多數(shù)煉鐵高爐、煉鋼爐、加熱爐的爐襯，均采用這類耐火材料砌成。
②耐火水泥及混凝土。低鈣鋁酸鹽耐火水泥是用優(yōu)質(zhì)鋁釩土和石灰石，按一定比例配合經(jīng)燒結(jié)、磨細(xì)制成。低鈣鋁酸鹽水泥與耐火磚細(xì)塊摻和，可制成耐火混凝土，用于某些高溫窯爐和加熱爐的內(nèi)襯；也可與輕質(zhì)耐火磚細(xì)塊摻和制成耐火隔熱材料，或與石棉摻和制成石棉耐火水泥制品。
耐火混凝土與普通耐火磚比較，具有施工簡便、價(jià)廉和爐襯整體密封性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但強(qiáng)度較低。按照膠結(jié)料的不同，耐火混凝土分為水硬性耐火混凝土、火硬性耐火混凝土和氣硬性耐火混凝土；按照密度的高低，可分為重質(zhì)耐火混凝土和輕質(zhì)耐火混凝土兩類。
2．耐火隔熱材料
耐火隔熱材料又稱為耐熱保溫材料。它是各種工業(yè)用爐(冶煉爐、加熱爐、鍋爐爐膛)的重要筑爐材料。常用的隔熱材料有硅藻土、蛭石、玻璃纖維(又稱礦渣棉)、石棉，以及它們的制品如板、管、磚等。
(1)硅藻土耐火隔熱保溫材料。硅藻土耐火隔熱保溫材料是目前應(yīng)用最多、最廣的耐火隔熱保溫材料。硅藻土耐火保溫磚、板、管，具有氣孔率高，耐高溫及保溫性能好，密度小等特點(diǎn)。使用這種材料，可以減少熱損失，降低燃料消耗，減薄爐墻厚度，減輕爐體重量，降低工程造價(jià)，縮短窯爐周轉(zhuǎn)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，而且還有用于900℃以下熱工設(shè)備保溫時(shí)，永不變質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)。
硅藻土磚、板廣泛用于電力、冶金、機(jī)械、化工、石油、金屬冶煉電爐和硅酸鹽等工業(yè)的各種熱體表面及各種高溫窯爐、鍋爐、爐墻中層的保溫絕熱方面。硅藻土管廣泛用于各種化工、石油、氣體、液體高溫過熱管道及其他高溫設(shè)備的保溫絕熱方面。
(2)硅酸鋁耐火纖維。硅酸鋁耐火纖維是輕質(zhì)耐火材料之一。它形似棉花，呈白色纖維狀，具有密度小、耐高溫、熱穩(wěn)定性好、熱導(dǎo)率低、比熱容小、抗機(jī)械振動(dòng)好、體脹系數(shù)小和優(yōu)良的隔熱性能。因此，硅酸鋁耐火纖維及其制品(氈、板、磚、管等)和復(fù)合材料，廣泛地用于冶金、機(jī)械、建筑、化工和陶瓷工業(yè)中的熱力設(shè)備，如鍋爐、加熱爐和導(dǎo)管等的耐火隔熱材料。
(3)微孔硅酸鈣保溫材料。微孔硅酸鈣保溫材料制品是用硅藻土、石灰、石棉和水玻璃等混合材料壓制而成。其表觀密度小、強(qiáng)度高、傳熱系數(shù)低且不燃燒、不腐蝕、無毒和無味，可用于高溫設(shè)備熱力管道的保溫隔熱工程。
(4)礦渣棉制品。礦渣棉制品可用作保溫、隔熱和吸音材料。
3．耐蝕(酸)非金屬材料
耐蝕(酸)非金屬材料的組成主要是金屬氧化物、氧化硅和硅酸鹽等。常用的非金屬耐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
(1)鑄石。鑄石是以輝綠巖、玄武巖、頁巖等天然巖石為主要原料，經(jīng)熔化、澆注、結(jié)晶、退火而成的一種硅酸鹽結(jié)晶材料。鑄石具有極優(yōu)良的耐磨與耐化學(xué)腐蝕性、絕緣性及較高的抗壓性能。其耐磨性能比鋼鐵高十幾倍至幾十倍。在各類酸堿設(shè)備中，其耐腐蝕性比不銹鋼、橡膠、塑性材料及其他有色金屬高得多，但脆性大、承受沖擊荷載的能力低。因此，在要求耐蝕、耐磨或高溫條件下，當(dāng)不受沖擊震動(dòng)時(shí)，鑄石是鋼鐵(包括不銹鋼)的理想代用材料，不但可節(jié)約金屬材料、降低成本，而且能有效地提高設(shè)備的使用壽命。
可用鑄石加工生產(chǎn)各類板材、管材、異型和特型材，也可用鑄石粉制作鑄石復(fù)合制品和調(diào)制耐酸膠泥。采用鑄石粉調(diào)制的膠泥具有吸水性小、收縮性小、耐腐蝕性能高和粘結(jié)力強(qiáng)。
(2)石墨。石墨按照來源不同可分為天然石墨和人造石墨。防腐材料中應(yīng)用的主要是人造石墨。人造石墨經(jīng)過不透性處理，即通過浸漬、壓型澆注等方法制得的新型結(jié)構(gòu)材料稱為不透性石墨。它不僅具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性，還具有極高的導(dǎo)熱性能。
石墨材料具有高熔點(diǎn)(3700℃)，在高溫下有高的機(jī)械強(qiáng)度。當(dāng)溫度增加時(shí)，石墨的強(qiáng)度隨之提高。石墨在3000℃以下具有還原性，并且在中性介質(zhì)中有很好的熱穩(wěn)定性。在急劇改變溫度的條件下，石墨比其他結(jié)構(gòu)材料都穩(wěn)定，不會(huì)炸裂破壞，石墨的導(dǎo)熱系數(shù)比碳鋼大2倍多，所以，石墨材料常用來制造傳熱設(shè)備。
石墨具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性。除了強(qiáng)氧化性的酸(如硝酸、鉻酸、發(fā)煙硫酸和鹵素)之外，在所有的化學(xué)介質(zhì)中都很穩(wěn)定，甚至在熔融的堿中也很穩(wěn)定。
不透性石墨作為耐腐蝕的非金屬無機(jī)材料，用于制造各種類型的熱交換器、鹽酸合成爐、膜式吸收器、管道、管件、閥門、塔及附件、泵類以及襯里用的磚板等。
(3)玻璃。按形成玻璃的氧化物可分為硅酸鹽玻璃、磷酸鹽玻璃、硼酸鹽玻璃和鋁酸鹽玻璃等，其中硅酸鹽玻璃是應(yīng)用最為廣泛的玻璃品種。硅酸鹽玻璃的化學(xué)穩(wěn)定性很高，抗酸性強(qiáng)，組織緊密而不透水，但它若長期在某些介質(zhì)作用下，也會(huì)受侵蝕。玻璃長時(shí)期在溫水或水汽作用下，能使硅酸鹽水解，玻璃表面分離出二氧化硅凝膠和苛性堿，使玻璃混濁變色、表面粗糙。硅酸鹽玻璃具有較好的光澤和透明度、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性好(石英玻璃使用溫度達(dá)1000～1100℃)、機(jī)械強(qiáng)度高(如塊狀玻璃的抗壓強(qiáng)度約為600～1600MPa，玻璃纖維抗拉強(qiáng)度約為1500～4000MPa)、硬度大(莫氏硬度為5.5～6.5)和電絕緣性強(qiáng)，但不耐氫氟酸，熱磷酸、熱濃堿液的腐蝕。一般用作制造化學(xué)儀器和高級(jí)玻璃制品、無堿玻璃纖維、耐熱用玻璃和絕緣材料等。
(4)天然耐蝕石料。天然耐蝕石料的組成含二氧化硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于55.0 %，且其含量越高耐酸性能越好。含氧化鎂、氧化鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50.0％以上的石料，有較好的
或好的耐堿性能，但不耐酸浸蝕。而某些耐酸石料含二氧化硅雖然很高，由于結(jié)構(gòu)致密也
能耐堿侵蝕。如花崗巖強(qiáng)度高、耐寒性好，但熱穩(wěn)定性較差；石英巖強(qiáng)度高、耐久性好、
硬度高、難于加工；輝綠巖及玄武巖密度高、耐磨性好、脆性大、強(qiáng)度極高、加工較難；
石灰?guī)r熱穩(wěn)定性好、硬度較低。
(5)水玻璃型耐酸水泥。水玻璃型耐酸水泥具有能抗大多數(shù)無機(jī)酸和有機(jī)酸腐蝕的能
力，但不耐堿。水玻璃型耐酸水泥是將耐酸填料(一般采用石英巖、熔融輝巖或陶瓷碎
片)和硬化劑(一般采用氟硅酸鈉)，按適當(dāng)配比粉磨后再混合均勻制得的粉狀物料。使
用時(shí)再用適量的水玻璃溶液攪勻，能在空氣中硬化，具有抵抗大多數(shù)無機(jī)酸和有機(jī)酸腐蝕
的能力。用于硫酸、鹽酸、磷酸(除30℃以上熱磷酸)、醋酸、氯氣、二氧化硫、三氧化
硫、蟻酸和草酸等生產(chǎn)設(shè)備。
4．陶瓷材料
陶瓷材料屬于硅酸鹽材料。目前陶瓷的應(yīng)用已滲透到各類工業(yè)、各種工程和各個(gè)技術(shù)
領(lǐng)域。陶瓷材料有著許多區(qū)別于其他材料的物理化學(xué)性能。比如高溫化學(xué)穩(wěn)定性、超硬的
特點(diǎn)和極好的耐腐蝕性能。