耐火材料的性質取決于其中的物相組成、分布及各相的特性，即取決于制品的化學礦物組成。對于既定的原料，即化學組成一定時，可以采取適當的工藝方法，獲得具有某種特性的物相組織（如晶型、晶粒大小、分布以，形成固溶體和玻璃相等）和某種組織結構(如致密程度、物料的顆粒大小和分布等）,在一定限度內提高制品的工作性質。
一、化學組成
化學組成即耐火材料的化學成分，它是耐火制品的基本特征之一。耐火材料是非均質體，有主、副成分之分。通常將其基本成分稱爲主成分，而將其他部分稱爲副成分。副成分又按有意添加以提高制品某方面性能的成分，或是無意或不得已帶入的無益或有害成分，分別稱爲添加成分及雜質成分。
主成分通常是高熔點耐火氧化物或複合礦物或非氧化物的一種或幾種。它是耐火制品的主體，直接決定了耐火制品性能的基礎條件。耐火材料按其主成分的化學性質可分爲三類（見表1-1)。
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表1-1 按耐火材料的化學性質分類
類別 | 高溫耐侵蝕性能 | 主成分 | 所屬耐火材料 |
酸性耐火材料 | 對酸性物質侵蝕抵抗性強 | SiO2、ZrO2等四價氧化物（RO2) | 矽石質、粘土質耐火材料 |
中性耐火材料 | 對酸性、堿性物質有相近的抗侵蝕性 | Al2O3、Cr2O3等三價氧化物（R2O3)，SiC、C等原子鍵結晶礦物 | 高侶質、鉻質、碳質等耐火材料 |
堿性耐火材料 | 对堿性物质侵蚀抵抗性强 | MgO、CaO等二價氧化物（RO) | 鎂質、白雲石質等耐火材料 |
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添加成分往往是爲彌補主成分在使用性能或生産性能以及作業性能某方面的不足而使用的，常被稱爲結合劑、礦化劑、穩定劑、燒結劑、減水劑、抗水化劑、抗氧化劑、促凝劑、膨脹劑等，添加成分種類繁多，是當前耐火材料行業研究的重點對象。它們的共同特點是：加入量很少：能明顯地改變耐火制品的某種功能或特性；對該制品的主性能無嚴重影響。
雜質成分則是指由于原料純度有限而被帶人或生産過程中混入的對耐火制品性能具有不良影響的部分。一般說來，K2O、Na2O及FeO或Fe2O3都是耐火材料中的有害杂质成分。此外，堿性耐火材料（RO爲主成分的）中的酸性氧化物（RO2)及酸性耐火材料中的堿性氧化物都被视为有害杂质，它们在高温下具有强烈的熔剂作用。这种作用使得共熔液相生成温度降低，生成的液相量增加，而且随着温度升高液相量增长的速度加快，从而严重影响了耐火制品的高温性能
通過化學成分分析的數據，按所含成分的種類和數量，可以判斷制品或原料的純度以及制品的化學特性。表1-2列出了幾種常見的耐火氧化物的熔點，由這些氧化物又能複合成很多耐火礦物，圖1-1及表1-3示出了常見的耐火材料氧化物及主要礦物。耐火材料常用非氧化物如圖1-2所示。幾種氧化物的熔點見表1-4。
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表1-2 常用氧化物熔點
氧化物 | 熔點/℃ | 氧化物 | 熔點/℃ |
SiO2 | 1725 | Al2O3 | 2050 |
MgO | 2800 | CaO | 2570 |
Cr2O3 | 2435 | ZrO2 | 2690 |
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表1-3 主要耐火复合矿物的熔點
礦物名稱 | 化學組成 | 熔點/℃ |
莫來石 | 3Al2O3·2SiO2 | 1810 |
鎂鋁尖晶石 | MgO·Al2O3 | 2135 |
鎂鉻尖晶石 | MgO·Cr2O3 | 2180 |
锆英石 | ZrO2·SiO2 | 2500 |
正矽酸鈣 | 2CaO·SiO2 | 2130 |
鎂橄榄石 | 2MgO·SiO2 | 1890 |
白雲石 | MgO-CaO | (低共熔點）2300 |
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表1-3 耐火材料常用非氧化物的熔點
名稱 | 化學組成 | 熔點/℃ |
氮化硼 | BN | 3000 |
碳化硼 | B4C | 2350 |
碳化矽 | SiC | 2700 |
氮化矽 | Si3N4 | 2170 |
石墨 | C | 3700 |
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二、礦物組成
耐火制品是矿物组成体。制品的性质是其组成矿物和微观结构的综合反映。因此，在分析制品的组成对其性质的影响时，单纯从化學組成出发分析考察问题是不够全面的。应进一步观察其化学矿物组成。耐火材料在其化学成分固定的条件下，由于成分分布的均匀性簣D庸すひ盏牟煌怪破纷槌芍械目笪镏掷唷⑹俊⒕Я４笮 ⒔岷献刺牟煌庵治⒐劢峁沟牟煌斐芍破返男阅懿钜臁＠纾SiO2含量相同的矽質制品，因SiO2在不同工藝條件下可形成結構和性質不同的兩種礦物——鱗石英和方石英，使制品的某些性質會有差別。即使制品的礦物組成一定，但隨礦相的晶粒大小、形狀和分布情況的不同，亦會對制品性質有著顯著的影響。
耐火材料的礦物組成一般分爲主晶相和基質相兩大類。
主晶相是指构成制品结构的主体且熔點较高的晶相。制品中的主晶相依其平衡体系的组分和其相对含量而异，主晶相的性质、数量和其间的结合状态直接决定着制品的性质。常见耐火制品的主晶相见表1-5.
表1-5常見耐火制品的主要成分及其主品相
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基質是耐火材料制品的主品相之間填充的結晶礦物或玻璃相，其數量不大，但成分結構複雜，作用明顯，往往對制品的某些性質有著決定性的影響，而制品在使用時也常常首先從基質部分開始損壞。
絕大多數耐火制品（除少數特殊耐火制品外）,按其主晶相和基質相的成分可以分爲兩類：
(1)含有晶相和玻璃相的多成分耐火制
品，它的基質爲玻璃相，如粘土磚、矽磚等；
(2)僅含晶相的多成分制品，基質多爲細
微的结晶体。镁砖、铬镁砖等堿性耐火材料。
耐火制品的顯微組織結構有兩種類型，如
圖1-3所示。一種是由矽酸鹽（矽酸鹽晶體礦
物或玻璃体）结合物胶结晶体的结构类型（圖
1-3中a),另一种是由晶体颗粒直接交错结合成结晶（圖1-3中b)。
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圖1-3耐火制品的顯微組織結構
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鉴定并研究耐火材料的原料、制品以及使用后砖块的矿物组成和显微结构，有非常重要的意义，特别是对于硅砖中鳞石英和方石英的转变，高铝砖中莫來石晶粒的发育，镁砖中方镁石晶粒大小、形状、分布特征等。对使用过程中受熔渣侵蚀的砖块进行显微鉴定更能提供改进质量的方向。
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