耐火材料是由多种不同化学成分及不同结构矿物组成的非均质体，随着耐火材料使用条件的进一步特殊及特定化，其组成将进一步复杂。但是总体上可以用两种方式来分析及描述它们，即耐火材料的化学组成及矿物组成。
一、化学组成
化学组成即耐火材料的化学成分，它是耐火制品的最基本特征之一，耐火材料的主要功能是抵抗高温作用，由此它由较高熔点的化合物所组成，在实际上应用较多的是元素周期表中第二周期置~M主族——喝、碳、氮、氧的化合物。其中最大量的是氧化物，所以又分为氧化物及非氧化物两大类，常用耐火氧化物的熔点如表1-1所示。由这些氧化物又能复合成很多耐火矿物，图1-1及表1-2示出了常见的耐火材料氧化物及主要矿物，在实际应用中，其范围要广得多，耐火材料常用非氧化物见图1-2,几种化合物的熔点见表1-3。
耐火材料是非均质体，有主、副成分之别。我们通常将其基本成分称为主要成分，而将其它称为副成分，副成分又按有意添加以提高制品某方面性能的成分，或是无意或不得已带入的无益或有害成分，分别称为添加成分及杂质成分。
主成分通常是我们前面所述及的高熔点耐火氧化物或复合矿物或非氧化物的一种或几种（一般情况下不超过两种）,它是耐火制品的主体，直接决定了材料耐火性能的基础条件。
添加成分则往往是为弥补主成分在使用性能或生产性能或作业性能某方面的不足而使用的，常被称为结合剂、矿化剂、稳定剂、烧结剂、减水剂、抗水化剂、抗氧化剂、促凝剂、膨胀剂等等，它们可能是氧化物，也可能是非氧化物；可能是有机物，也可能是无机物，总之，种类非常繁多，是当前耐火材料行业研究的重点对象，但它们的共同特点是：D加入量很少，甚至是极微：2)能明显地改变耐火制品的某种功能或特性；3)对该制品的土性能无严重影响。
杂质成分则是指由于原料纯度有限而被带入或生产过程中混入的对耐火制品性能具有不良影响的部分。一般说来，K,O、Na,O及FeO或Fe2O,都是耐火材料中的有害杂质成分。另外碱性耐火材料（RO为主成分的）中的酸性氧化物（RO2)及酸性耐火材料中的碱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。
高铝耐火砖二、矿物组成
耐火材料在其化学成分固定的前提条件下，由于成分分布的均质性及加工工艺的不同，使制品组成中的矿物有神类、数量、品粒大小、结合状态的不同，这种微观结构的不同，造成制品的性能差异，例如，二级高铝制品与莫来石制品，在化学成分上基本相同，但其矿物组成不一样，所以其制品的常温及高温性能均有较大差别。因此说，耐火材料的矿物组成，耐火材料的微观结构，也是决定耐火材料性质的重要因素。
耐火材料的矿物组成一般可分为主晶相及基质相两大类。主晶相是耐火制品结构的主体，除了如前所述要选择熔点较高的化合物或单质外，还希望它们的晶体发育充分、完好，真正发挥出该晶相的耐火性能。常见耐火制品的主晶相见表1-4。
基质是耐火材料制品的主晶相之间填充的结晶矿物或玻璃相。其数量不大，但成分结构复杂，作用明显，往往对制品的某些性质有着决定性的影响。
硅酸铝系列的耐火材料其基质多以玻璃相的形式胶结主晶相的晶体颗粒，显微结构见图1-3a。碱性耐火材料的基质多以微细晶体的形式连接主晶相晶体，其显微结构如图1-3b。
最近发展起来的直接结合砖，则基质已不作为高温结合相，它们存在于互相连接的主晶相的小空隙中，只是在烧结前期发挥它们的熔剂作用。
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