耐火材料试题及答案.docx

武汉理工大学2007耐材A 标答

一、填空题（20分，每题2分）

1、耐火材料的物理性能主要包括烧结性能、力学性能、热学性能、和高温使用性能。

2、材料的化学组成越复杂，添加成分形成的固溶体越多，其热导率越小；晶体结构愈简单，

热导率越大。

3、硅砖生产中矿化剂的选择原则为系统能形成二液区，并且系统形成液相的温度低或不大

于 1470℃。

4、相同气孔率的条件下，气孔大而集中的耐火材料热导率比气孔小而均匀的耐火材料大。

5、“三石”指蓝晶石、红柱石、硅线石，其中体积膨胀居中的是硅线石。

6、赛隆（ Sialon）是指Si3N4与Al2O3在高温下形成的一类固溶体。

7、连铸系统的“三大件”，通常指整体塞棒、长水口和浸入式水口，其化学组成主要为Al2O3、

SiC、C、SiO2等。

8、高温陶瓷涂层的施涂方法主要有烧结法或火焰喷涂、等离子喷涂、低温烘烤补强法和

气相沉积法等。

9、不定形耐火材料所用的结合剂按硬化特点分有水硬性结合剂、热硬性结合剂、气硬性结合

剂和火硬性结合剂。

10、镁铝尖晶石的合成属固相反应烧结，影响其合成质量的因素主要为原料纯度或细度、外加剂、

烧成温度。

二、选择题（ 10 分，每题 5 分）

1、不同耐火材料所对应的化学矿物组成特征 1 个 0.83 分

材质主晶相最有害杂质

硅砖⑥⑤

刚玉－莫来石浇注料④③

镁铝碳砖①②

①方镁石；② CaO；③ K2 2 ；④刚玉；⑤ 2 3；⑥鳞石英。

O,Na O Al O

2、白云石耐火材料抵抗富铁渣侵蚀能力的顺序：③ ＞① ＞② ，在⑤ 条件下更是如此。1

个 1.25 分①理论白云石；②高钙白云石；③富镁白云石；④氧化；⑤还原。

三、判断简答题（ 28 分，每题 7 分）

1、耐火度愈高砖愈好。

答：错。 (2.5 分)

耐火度是指耐火材料在无荷重条件下抵抗高温而不熔化的特性。而耐火材料在使用过程中不可能

无荷重，因此，耐火度只能作为一个相对指标。(4.5 分 )

2、水泥因含有一定数量CaO，所以，为提高高温性能，浇注料应该采用超低水泥或无水泥结合。

答：错。 (2.5 分)

浇注料向低水泥或无水泥方向发展主要是指Al2 32系耐火材料， 2 32

O -SiO Al O、SiO 、CaO 等高温下易形成低熔物影响高温性能，而刚玉或高纯铝镁系浇注料采用水泥结合，问题不大。(4.5 分)

3、二次莫来石化因伴随体积膨胀，所以，在生产中应尽可能地避免。

答：错。 (2.5 分)

二次莫来石化主要是指高铝砖生产中结合粘土的SiO2与高铝熟料的 2 3 反应生成莫来石，并伴

Al O

随体积膨胀，因此，在生产高铝砖过程中应尽可能地避免。但是，在生产高荷软耐火材料或低

蠕变砖时，其原理正是利用这种反应产生的一定体积膨胀效应。 (4.5 分 ) 4、

石墨能在钢铁熔体中溶解，对其有一定污染，因此，碳复合耐火材料前途黯淡。答：

错。 (2.5 分)

石墨尽管高温下对钢水有一定污染，但石墨熔点高、热膨胀系数小、热导率高、不易被渣润湿，因此，碳复合耐火材料具有优异的热震稳定性、抗渣渗透性。所以，在冶炼条件苛刻的关键部位仍然需要碳复合耐火材料。 (4.5 分)

四、论述题（ 42 分，每题 14 分）

1、试区别热剥落、结构剥落、机械剥落所形成的主要原因，并说明提高这些性能的主要措施。

答：热剥落：热震稳定性；结构剥落：渣渗透；机械剥落：机械冲击。2.5 分主要

措施：

热剥落： 1）热膨胀系数小； 2）导热率高； 3）弹性模量小； 4）微裂纹； 5）少量液相；

6）晶须； 7）合适强度。（至少 3 种） 4.5 分结构剥落：1）保证和提高原料的纯度，改善制品的化学矿物组成；

2）提高体积密度，降低气孔率；

3）引入不润湿外加物，提高直接结合率，增大二面角；

4）增大渣的粘度。（至少2种）4分机械剥落： 1）骨料硬度； 2）泥料粒度组成； 3）气孔率； 4）结合性质。

或者 1）提高密度； 2）增大强度； 3）制品的矿物组成，如固相、液相比例等；4）组织结构，降低气孔率； 5）提高材料颗粒结合的牢固性。（至少2种） 3 分2、碳复合耐火材料的技术关键之一是选择合适的抗氧化剂。试写出四种抗氧化剂，并举一例从热力

学和动力学上说明抗氧化剂的作用原理。

答：抗氧化剂： Al、 Si、SiC、合金或其它（略）等。 4 分

热力学：抗氧化剂夺氧能力，或与氧反应的△G 小于石墨与氧反应的△G。 5 分动力学：抗氧化剂与氧反应后形成化合物，或固相或液相（低熔物），有时还伴随一定体积膨胀，因此，体积密度提高，气孔率降低。氧向内渗透能力降低。 5 分3、我国是世界耐火材料大国，但高资源消耗、高能耗、高环境污染仍然是耐火材料产业发展中的重

要问题。试选择其中任何方面介绍你的认识或提出你的设想。

答：高资源消耗：优质、高效、废弃物再生利用。

高能耗：不定形耐火材料、轻质耐火材料。

高环境污染：开发无铬耐火材料、环保沥青、环保结合剂、除尘系统、废弃物再生利用。

（只要某一方面或多方面谈到 2 点即可） 1 点 7 分

武汉理工大学2007耐材B 标答

一、填空题（20分，每题2分）

1、耐火材料的显气孔率是指开口气孔体积占总气孔体积的百分比例。

2、与非等轴晶系的材料相比，一般氧化物材料的热膨胀率较大，热导率较大。

3、弹性模量（ E）是耐火材料的力学性能，其值越大，说明在相同的应力作用下，变形越小。

4、硅砖生产中矿化剂的矿化能力主要取决于所加矿化剂与SiO2形成液相的开始形成温度，液相的数量、粘度、润湿能力和其结构。

5、连铸“三大件”是指整体塞棒、长水口和浸入式水口，其材质主要为铝碳质。

6、“三石”指蓝晶石、硅线石、红柱石，其中加热发生膨胀最大的是蓝晶石。

TiO2等得到。

7、亚白刚玉的熔制是通过添加无烟煤等还原剂，除掉铝矾土中的SiO2、 Fe2O3和部分

8、金属陶瓷是一种由金属或合金同陶瓷所组成的非均质的复合材料。

9、耐火纤维的喷吹质量与熔液的粘度、表面张力以及喷吹速度有关。

10、Al2 O3 -SiO2系耐火材料的高温力学性能主要取决于其结晶效应和玻璃效应。

二、选择题（ 10 分，第 1 题每空 0.5 分，第 2 题每空 1 分）

1、不同耐火材料所对应的烧成条件及主晶相

材质烧成气氛主晶相

硅砖39

莫来石砖48

镁铝砖16

铝碳滑板27

①弱氧化气氛；②还原气氛；③弱还原气氛；④氧化气氛；⑤氮化气氛

⑥方镁石；⑦刚玉；⑧莫来石；⑨鳞石英；⑩尖晶石

2、白云石质耐火材料抵抗富铁渣侵蚀能力的顺序： 3 ＞ 1 ＞ 2 ，而抵抗富硅渣侵蚀能力的顺序：

2 ＞ 1 ＞

3 。①理论白云石；②高钙白云石；③富镁白云石。

三、判断简答题（ 20 分，每题 5 分）

1、结构剥落是热震引起的材料结构破坏而导致的剥落。

答：错。热剥落是热震引起的剥落，渣引起的材料变质导致剥落为结构剥落。

2、相同气孔率的条件下，气孔大而集中的耐火材料隔热性能比气孔小而均匀的耐火材料优越。

答：错。气孔大而集中，因空气对流和耐火材料颗粒较高的导热性，其隔热性能比气孔小而均匀的耐火材料差。

3、非氧化物如赛隆（ Sialon）、氮氧化铝（ Alon）等由于容易氧化，因此，非氧化物复合耐火材料前

途黯淡。

答：错。非氧化物一般都易氧化，且有些还易水化，但主要为原子结构，共价键化合物，强度大，不易被熔渣、钢水（铁水）润湿，抗渣侵蚀及渗透性强，不会给钢水增碳，因此，非氧化物复合

耐火材料是炼铁或含碳系统的理想耐火材料，在某些情况下可取代碳复合耐火材料，故前途不能

说黯淡。