耐火材料是高溫產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)材料，是高溫技術(shù)發(fā)展的保證。由于70%以上的耐火材料服務(wù)于冶金工業(yè)，因此人們多從冶金科學(xué)技術(shù)的發(fā)展看其對(duì)近代耐火材料形成的促進(jìn)作用。
　　煉鐵高爐的大型化和高壓、高溫技術(shù)的應(yīng)用，要求耐火材料應(yīng)具有耐高溫、抗侵蝕、耐沖刷和良好的熱震穩(wěn)定性，要求使用壽命達(dá)15年，甚至20年以上，因而出現(xiàn)了氮化硅結(jié)合碳化硅、賽隆結(jié)合碳化硅和賽隆結(jié)合剛玉等非氧化物氧化物復(fù)合耐火材料，直至出現(xiàn)金屬、非氧化物和氧化物復(fù)合耐火材料。近代煉鋼工業(yè)的發(fā)展，特別是純凈鋼冶煉技術(shù)的誕生，要求鋼中碳含量必須降至極低水平，迫使獨(dú)領(lǐng)煉鋼耐火材料風(fēng)騷幾十年的含碳耐火材料讓位于其它的新型非氧化物氧化物復(fù)合耐火材料。因?yàn)檫@類材料具有氧化物體系所不能比擬的性能。它們的通性是耐高溫、抗渣鐵侵蝕、耐磨損、熱震等，而這些，正是作為優(yōu)質(zhì)的高溫耐火材料所需具備的抗熱震性能等。我國(guó)高溫產(chǎn)業(yè)的科技水平及工藝水平近年來(lái)都有急速的發(fā)展，鋼鐵、有色金屬、水泥、玻璃、陶瓷所取得的進(jìn)步讓世人矚目，鋼鐵產(chǎn)量已超過(guò)美、日兩國(guó)之和，耐火材料產(chǎn)量也穩(wěn)居世界第一位，耐火材料的研究中心正在向我國(guó)轉(zhuǎn)移，我們應(yīng)擔(dān)負(fù)起此重任，按照高質(zhì)量、無(wú)污染、低消耗、廉價(jià)的原則建立起具有我國(guó)特色的非氧化物(金屬)與氧化物復(fù)合材料為中心的近代耐火材料體系。
　　耐火氮化物原料的進(jìn)展按照高質(zhì)量、無(wú)污染、低消耗、廉價(jià)的原則，我國(guó)已在天然礦物(炭質(zhì)粘土、鋁礬土等 )轉(zhuǎn)型和大宗工業(yè)廢棄物(煤矸石、氮?dú)獾?的再生利用方面做了許多工作。例如利用炭質(zhì)粘土和煤矸石為前驅(qū)原料，發(fā)揮其中所含碳(C)的作用，采用碳熱還原氮化法，制備了廉價(jià)的b-Sialon；利用鋁礬土和鎂砂合成鎂阿隆(Mg AlON)；甚至用簡(jiǎn)單的方法就將煤矸石制成莫來(lái)石(3Al2O3·2SiO2)等。特別值得提出的是，利用制氧廢棄的氮?dú)猓捎瞄W速燃燒常壓快速合成法制備了廉價(jià)的氮化硅(Si3N4)，它的成本只有常用工藝(包括自蔓延工藝 ) 的幾十分之一，使得以前被視為貴重的材料得以在耐火材料行業(yè)應(yīng)用，制成品已遠(yuǎn)銷美、日、韓等十幾個(gè)國(guó)家。這些成果不但是大幅度提高資源價(jià)位及環(huán)境友好的創(chuàng)造性工藝，而且表明具有中國(guó)特色的非氧化物原料體系已在逐步建立，我們已可為非氧化物與氧化物復(fù)合耐火材料體系提供充足且廉價(jià)的原料，奠定了近代耐火材料在我國(guó)發(fā)展的基礎(chǔ)。
　　非氧化物復(fù)合新材料的發(fā)展具有代表性的非氧化物復(fù)合耐火材料不外為Si系和Al系的氮化物或碳化物，因?yàn)樵搩稍卦诘貧ぶ泻孔畲螅胰菀椎⑻蓟．?dāng)它們作為耐火材料應(yīng)用時(shí)，人們驚奇地發(fā)現(xiàn)它們具有高級(jí)耐火材料應(yīng)具備的優(yōu)秀品質(zhì)，因此迅速地從Si3N4-SiC、SiC -SiC、b-Sialon-SiC發(fā)展到b-Sia lon-Al2O3和b-Sialon- Al2O3-SiC以及AlN、AlON、MgAlON等體系。
　　1.賽隆-剛玉-碳化硅系復(fù)合材料的進(jìn)展。Sialon是硅(Si)鋁(Al) 氧(O)氮(N)化合物的簡(jiǎn)稱，最先在高技術(shù)陶瓷中得到發(fā)展，其優(yōu)良性能很快得到耐火材料行業(yè)的重視，法國(guó)的Sovie公司首先將其制成賽隆結(jié)合剛玉(b-Sialon- Al2O3)耐火材料用于高爐，獲得了很好的效果，被認(rèn)為是高爐使用壽命15-20年以上的首選耐火材料。我國(guó)已有幾個(gè)單位對(duì)此開展了研究，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到工業(yè)生產(chǎn)水平。我們的重點(diǎn)在于簡(jiǎn)化工藝、降低成本和提高質(zhì)量。研究發(fā)現(xiàn)，在b-Sialon- Al2O3體系中加入SiC可以大幅度提高其抗渣、鐵侵蝕性能和力學(xué)性能；在b-Sialon -SiC體系中加入Al2O3可以大幅度提高抗堿侵蝕性能，從而開發(fā)出b-Sialon - Al2O3-SiC三元復(fù)合材料。
　　2.鎂阿隆復(fù)合材料的進(jìn)展。鎂阿隆的英文表達(dá)式為MgAlON，是鎂(M g)鋁(Al)氧(O)氮(N)化合物的簡(jiǎn)稱。Al 和AlON(阿隆)都是優(yōu)良的高技術(shù)陶瓷材料，但因前者易吸水，后者高溫穩(wěn)定，因此加入Mg為穩(wěn)定劑而成為MgAlON材料。MgAlON具有比b -Sialon- Al2O3更優(yōu)良的抗渣、鐵侵蝕的性能和力學(xué)性能，因此引起了耐火材料界的重視。一些新型的耐火材料，MgAlON-剛玉和MgAlON-尖晶石復(fù)合材料已經(jīng)開發(fā)出來(lái)，它們都具有良好化學(xué)和力學(xué)性能，是一類應(yīng)用于還原氣氛的優(yōu)良耐火材料。當(dāng)解決其抗氧化性a能后，將成為潔凈鋼冶煉的優(yōu)良材料。
　　綜合前面兩體系材料性能的b-Sialon-MgAlON系復(fù)合材料已被開發(fā)出。毋庸置疑，這是一類值得進(jìn)一步發(fā)展的材料，目前已擴(kuò)展到Fe、Mn 等類材料，都獲得了良好的效果。
　　此類材料具有極優(yōu)越的抗渣、抗鐵侵蝕性能和力學(xué)性能，而且表現(xiàn)出抗氧化的自愈合性能，顯現(xiàn)出作為高級(jí)耐火材料所必備的因素。此類磚已在國(guó)內(nèi)外幾十座高爐的陶瓷杯使用，都是作為使用壽命12 年以上的材料設(shè)計(jì)的。
　　3.不定形復(fù)合材料
　　(1)剛玉-氮化硅高爐陶瓷杯不燒磚。由于優(yōu)質(zhì)、低價(jià)位氮化硅能夠大量供應(yīng)，使直接應(yīng)用其為耐火材料成為可能。我們與中原耐火材料公司研制的剛玉-氮化硅高爐陶瓷杯不燒磚具有十分優(yōu)越的物理和化學(xué)性能，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)便，且無(wú)燒磚時(shí)產(chǎn)生的污染，已在高爐中應(yīng)用，并獲得良好效果。
　　(2)氧化鎂-氮化硅-金屬Fe鋼包渣線無(wú)碳材料。在純凈鋼生產(chǎn)中，常用的鎂碳材料已無(wú)法再作為鋼包內(nèi)襯使用，而一般氧化物材料又難以經(jīng)得起爐渣的侵蝕，我們制成的氧化鎂-氮化硅-金屬硅材料具有良好的抗渣侵蝕性能。由于氮化硅具有很強(qiáng)的抗渣侵蝕能力和氧化后不留下空位，不降低材料的致密性和強(qiáng)度，其使用壽命已可和鎂碳材料相媲美，是個(gè)很有使用前景的鋼包無(wú)碳渣線材料。
　　(3)剛玉-氮化硅-金屬供氣元件。耐火氧化物制成的供氣元件，通常都會(huì)由于鐵水或渣滲入吹氣孔而損壞。氮化硅與鐵水和鋼渣的界面張力很大，具有很強(qiáng)的抵御渣鐵滲入的能力。材料中再加入金屬后，不但可促進(jìn)材料燒成，而且對(duì)氮化硅的氧化起保護(hù)作用。其性能已超過(guò)剛玉莫來(lái)石材料，甚至超過(guò)剛玉氧化鉻材料。
　　(4)其它。當(dāng)高溫熔煉爐使用非氧化物氧化物復(fù)合耐火材料后，非氧化物復(fù)合噴補(bǔ)料也必然發(fā)展起來(lái)。相應(yīng)地，以高爐鐵溝料為代表的澆注料或自流澆注料同樣在向非氧化物復(fù)合材料發(fā)展，含氮化硅、賽隆或鎂阿隆的試驗(yàn)都在進(jìn)行著，并已取得良好的結(jié)果。還有含氮化硅、碳化硅及鐵的高爐炮泥也在積極推廣中。