耐火材料试题及答案

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1470C。

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Si?N一与一AhQ一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AI2Q 、

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

①方镁石；②CaO③&O,N Q Q④刚玉；⑤AI2Q;⑥鳞石英。

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AI2Q-SQ2系耐火材料，AI2Q、Si02、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Si02与高铝熟料的AI203反应生成莫

来石，并伴随体积膨胀，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。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）是耐火材料的丄学性能，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。

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

TiO2等得到。

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、AI2Q-SQ2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

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_ > ±_ > _3_。①理论白云石；②高钙白云石；③富镁白云

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