二、特种耐火材料的性能

　　各种不同的特种耐火材料，虽然化学成分和结构不同，其性能也存在一定的差异，但从特种耐火材料总体来说比普通耐火材料具有许多优良的性能。

　　(一)热学性质

　　(1)热膨胀性：热膨胀性指材料的线度和体积温度升降发生可逆性增减的性能。常以线膨胀数或体积膨胀系数表示。大多数特种耐火材料的线膨胀系数都比较大，仅有熔融石英，氧化硼，氧化硅的线膨胀系数比较小。

　　(二)力学性质

　　特种耐火材料的弹性模量都大。大多数具有较高的机械强度，但与金属材料相比，由于脆性，抗冲击强度甚低。绝大多数的特种耐火材料具有较高的硬度，因此耐磨，耐气流或尘粒冲刷性比较好。大多数特种耐火材料的高温蠕变都比较小，最大的是二硅化钼。蠕变值的大小与结晶尺寸，晶界物质，气孔率等有关系。

　　(三)电学性质

　　大多数高熔点氧化物属绝缘体，其中氧化钍(ThO2)和稳定氧化锆(ZrO2)等在高温时具有导电性，见表3;碳化物、硼化物的电阻都很小;有些氮化物是电的良导体，而有些则是典型的绝缘体。例如TiN具有金属的电导率(ρ为30×10-6Ω·㎝)，BN则为绝缘体(ρ为1018Ω·㎝)。所有的硅化物都是电的良导体。

　　(四)使用性质

　　(1)耐火性：特种耐火材料的熔点几乎都在2000℃以上，最高的碳化铪(HfC)和碳化钽(TaC)为3887℃和3877℃。耐火度也很高，在氧化气氛中，氧化物的使用温度甚至接近熔点。氮化物，硼化物，碳化物在中性或还原性气氛中比氧化物有更高的使用温度，例如TaC在N2气氛中可使用到3000℃，BN在Ar气氛中可使用到2800℃。耐高温性能依次为：碳化物>硼化物>氮化物>氧化物。而它们的高温抗氧化性为：氧化物>硼化物>氮化物>碳化物。

　　(2)抗热震性：在特种耐火材料中，由于氧化铍的热导率低，大多数硼化物的热导率也不高，熔融石英的线膨胀系数特别小，所以抗热震性很好。某些纤维制品及纤维增强复合制品有较高的气孔率及抗张强度，这些材料的抗热震性比较好。碳化硅，氮化硅，氮化硼，二硅化钼等也有较好的抗热震性。

　　三、特种耐火材料的组织结构

　　特种耐火材料是一种多晶体材料。绝大多数特种耐火材料的微观组织结构为晶相组成，而不含玻璃相，个别特种耐火混入微量杂质，在一定温度下形成共熔液相。晶粒与晶粒相遇的地方就形成晶粒的边界，简称晶界，对于由小晶粒组成的多晶体来说，晶界的体积几乎占到一半以上，对晶体的性质有显著的影响。当晶粒细小时，材料具有较高的机械强度，而粗晶容易造成裂纹和缺陷，使材料的机械强度下降。特种耐火材料的结构，亦含有一定量的气孔，对材料性能也有影响。所以一般要求特种耐火材料的组织结构均匀，玻璃相少，晶粒细小而均匀为好。

　　四、特种耐火材料的用途

　　(1)特种耐火材料作为高温工程的结构材料和功能材料得到广泛的应用。

　　(2)在冶金工业中，广泛用于耐高温、抗氧化、还原或化学腐蚀的部件;熔炼稀有金属、贵金属、难熔金属、超纯金属、特殊合金的坩埚、舟皿等容器;水平连铸分离环、熔融金属的过滤装置和输送管道等。

　　(3)在航天和飞行技术中，用于火箭导弹的头部保护罩、燃烧室内衬、尾喷管衬套、喷气式飞机的涡轮叶片、排气管、机身、机翼的结构部件等。

　　(4)在电子工业中，用做熔制高纯半导体材料和单晶材料的容器，半导体固体扩散源;电子仪器设备中的各种耐高温绝缘散热部件;集成电路的基板，蒸发涂膜用的导电舟皿等。

　　(5)高温工业中，用做特种电炉的高温发热元件、炉管、炉膛结构材料和保温隔热材料，各种测温热电偶的内外保护套管等。

　　(6)在机械及国防工业中，用做磨料、磨具、切削刀具;装甲防护板等。

　　(7)在化工和轻工部门，用做潜水泵和化工泵机械密封环;玻璃拉丝坩埚，流料槽及玻璃池窑砖等。

　　(8)在医学及农业部门，用做人造关节、人造牙齿，并利用它的生物相容性等特殊性能。

　　五、特种耐火材料展望

　　从材料的微观结构来看，将利用结构的不均匀性，如微裂纹，微缺陷，晶界和界面性质，获得某种特殊性能。透光性陶瓷与今后的光通讯发展有很大关系。陶瓷固体电解质(βAl2O3、ZrO2等)的利用将进一步扩大，从能源、环境、公害方面考虑，将很有前途。超硬材料，如人造金刚石和立方氮化硼将进入工业生产阶段。用特种耐火材料取代金属，如Si3N4和Al-Si-N-O取代金属制造轴承和涡轮叶片，会有很大发展。高效复合材料，很有前途，也会得到很大发展