耐火材料是高溫產(chǎn)業(yè)的基礎材料，是高溫技術(shù)發(fā)展的保證。由于70%以上的耐火材料服務于冶金工業(yè)，因此人們多從冶金科學技術(shù)的發(fā)展看其對近代耐火材料形成的促進作用。
　　煉鐵高爐的大型化和高壓、高溫技術(shù)的應用，要求耐火材料應具有耐高溫、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合耐火材料，直至出現(xiàn)金屬、非氧化物和氧化物復合耐火材料。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，迫使獨領煉鋼耐火材料風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合耐火材料。因為這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。我國高溫產(chǎn)業(yè)的科技水平及工藝水平近年來都有急速的發(fā)展，鋼鐵、有色金屬、水泥、玻璃、陶瓷所取得的進步讓世人矚目，鋼鐵產(chǎn)量已超過美、日兩國之和，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轉(zhuǎn)移，我們應擔負起此重任，按照高質(zhì)量、無污染、低消耗、廉價的原則建立起具有我國特色的非氧化物(金屬)與氧化物復合材料為中心的近代耐火材料體系。
　　耐火氮化物原料的進展按照高質(zhì)量、無污染、低消耗、廉價的原則，我國已在天然礦物(炭質(zhì)粘土、鋁礬土等 )轉(zhuǎn)型和大宗工業(yè)廢棄物(煤矸石、氮氣等)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，制備了廉價的b-Sialon；利用鋁礬土和鎂砂合成鎂阿隆(Mg AlON)；甚至用簡單的方法就將煤矸石制成莫來石(3Al2O3·2SiO2)等。特別值得提出的是，利用制氧廢棄的氮氣，采用閃速燃燒常壓快速合成法制備了廉價的氮化硅(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)應用，制成品已遠銷美、日、韓等十幾個國家。這些成果不但是大幅度提高資源價位及環(huán)境友好的創(chuàng)造性工藝，而且表明具有中國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合耐火材料體系提供充足且廉價的原料，奠定了近代耐火材料在我國發(fā)展的基礎。
　　非氧化物復合新材料的發(fā)展具有代表性的非氧化物復合耐火材料不外為Si系和Al系的氮化物或碳化物，因為該兩元素在地殼中含量最大，而且容易氮化、碳化。當它們作為耐火材料應用時，人們驚奇地發(fā)現(xiàn)它們具有高級耐火材料應具備的優(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-碳化硅系復合材料的進展。Sialon是硅(Si)鋁(Al) 氧(O)氮(N)化合物的簡稱，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，被認為是高爐使用壽命15-20年以上的首選耐火材料。我國已有幾個單位對此開展了研究，現(xiàn)在已經(jīng)達到工業(yè)生產(chǎn)水平。我們的重點在于簡化工藝、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三元復合材料。
　　2.鎂阿隆復合材料的進展。鎂阿隆的英文表達式為MgAlON，是鎂(M g)鋁(Al)氧(O)氮(N)化合物的簡稱。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-尖晶石復合材料已經(jīng)開發(fā)出來，它們都具有良好化學和力學性能，是一類應用于還原氣氛的優(yōu)良耐火材料。當解決其抗氧化性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系復合材料已被開發(fā)出。毋庸置疑，這是一類值得進一步發(fā)展的材料，目前已擴展到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)出作為高級耐火材料所必備的因素。此類磚已在國內(nèi)外幾十座高爐的陶瓷杯使用，都是作為使用壽命12 年以上的材料設計的。
　　3.不定形復合材料
　　(1)剛玉-氮化硅高爐陶瓷杯不燒磚。由于優(yōu)質(zhì)、低價位氮化硅能夠大量供應，使直接應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)越的物理和化學性能，生產(chǎn)工藝簡便，且無燒磚時產(chǎn)生的污染，已在高爐中應用，并獲得良好效果。
　　(2)氧化鎂-氮化硅-金屬Fe鋼包渣線無碳材料。在純凈鋼生產(chǎn)中，常用的鎂碳材料已無法再作為鋼包內(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度，其使用壽命已可和鎂碳材料相媲美，是個很有使用前景的鋼包無碳渣線材料。
　　(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，具有很強的抵御渣鐵滲入的能力。材料中再加入金屬后，不但可促進材料燒成，而且對氮化硅的氧化起保護作用。其性能已超過剛玉莫來石材料，甚至超過剛玉氧化鉻材料。
　　(4)其它。當高溫熔煉爐使用非氧化物氧化物復合耐火材料后，非氧化物復合噴補料也必然發(fā)展起來。相應地，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合材料發(fā)展，含氮化硅、賽隆或鎂阿隆的試驗都在進行著，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。