各種硅鋁質耐(nai)火材(cai)料在堿金屬的作(zuo)用(yong)下(xia)，破損膨脹程度有顯著的差異，即(ji)剛玉比較抗(kang)堿金屬的侵蝕，體積變化最小，高鋁磚(zhuan)莫來石成分破損(sun)膨脹最(zui)為嚴重，粘土磚介乎二者之(zhi)間。但在(zai)

高(gao)溫和高(gao)堿金(jin)屬濃度(du)下不存在絕對抗堿金(jin)屬侵蝕(shi)的硅鋁質耐火(huo)材料(liao)。

為(wei)什(shen)么剛玉(yu)磚比較抗堿金屬(shu)侵蝕，莫來石最(zui)不抗堿，粘土磚介乎二者之間呢？為(wei)了澄清這一問題，首先需要(yao)分析堿金屬(shu)的(de)破壞(huai)現象(xiang)有哪些(xie)？

1. 堿金屬損壞鋁硅質耐火材料(liao)往往伴(ban)隨體積膨脹(zhang)(zhang)，而且(qie)剛玉堿膨脹(zhang)(zhang)少(shao)，莫來石(shi)磚堿膨脹(zhang)(zhang)多，粘(zhan)土磚介乎(hu)二者之間(jian)。

2. 這種堿(jian)金屬的(de)破損(sun)作用伴隨著爐內(nei)生產時候(hou)的(de)煙碳沉(chen)析，當高溫爐內(nei)耐火材料失(shi)去強度(du)的(de)時候(hou)，往往有(you)堿(jian)金屬、鋅和煙碳共存，并在(zai)完全沒有(you)新生態氧化物的(de)催(cui)化作用下，在(zai)爐內(nei)下部1200℃的高溫區內仍有(you)煙碳沉析，這絕不是反應所致，當停爐后檢測爐襯耐火材料的成分分析如(ru)下：

可(ke)見(jian)堿金屬的變化隨(sui)著(zhu)C含量的增加(jia)沉析也(ye)多，由此可以推斷，有(you)下列反應存在：

2K+CO=K2O+C

反應(ying)的溫度應(ying)在815℃以下。實際上(shang)，由于(yu)反應生成的新生態(tai)K2O非常活潑，它能立即與(yu)耐火(huo)磚(zhuan)中的AL2O3和SiO2反(fan)(fan)應，這樣就使得反(fan)(fan)應式的溫度(du)區間(jian)更大，這一反(fan)(fan)應表明，堿(jian)金屬破損(sun)硅鋁質耐(nai)火(huo)材料，是由于CO和鉀蒸汽同時進入磚(zhuan)縫或空隙(xi)內進行反應的結果，它理所當然地會伴隨(sui)煙碳的沉析。

1. 堿金(jin)屬(shu)使得硅鋁(lv)質耐火材料膨脹的反應(ying)產物是白榴石、鉀(jia)霞石、β-剛玉，以及沉析(xi)煙碳(tan)，為了了解(jie)堿金屬破損硅鋁質耐火材料(liao)的反應產物，我們就K2CO3對各(ge)種硅鋁質耐火材(cai)料反應后的試樣進行了(le)礦物實(shi)驗，發現反應產物中確有K2O·AL2O3·4SiO2（白榴石）、K2O·AL2O3·2SiO2（鉀霞石）、以(yi)及β-AL2O3（鉀剛玉）存在，根據以(yi)上分析，有充分理由寫(xie)出下(xia)列反(fan)應(ying)過程：

6K+3CO+3AL2O3·2SiO2+10SiO2=3（K2O·AL2O3·4SiO2）+3C 體積膨脹+30.8%

對于含(han)SiO2少的高鋁(lv)磚

6K+3CO+3AL2O3·2SiO2+4SiO2=3（K2O·AL2O3·2SiO2）+3C 體積膨脹+50.7%

對于(yu)剛(gang)玉

2K+CO+11AL2O3=K2O·11AL2O3+C 體(ti)積膨脹+29.85%

這些反應安全能夠解釋上(shang)述中中現象，即(ji)堿金(jin)屬(shu)破壞硅(gui)鋁質(zhi)耐火(huo)材料伴隨碳素沉積，并能形(xing)成上(shang)述堿金(jin)屬(shu)的硅(gui)鋁酸鹽(yan)和β-剛玉，由此(ci)引起硅鋁質耐火材料異常(chang)膨(peng)脹。