脆性是耐火材料的特征，亦是它(ta)的一個弱點。脆性可導致抗機械沖擊(ji)強(qiang)度(du)和熱震穩(wen)定性均較差，直觀地表現(xian)在一旦受到臨界的(de)外(wai)加負荷，將出現爆發性(xing)的斷裂特征(zheng)并產生(sheng)嚴重的后果。 目前，在耐火材(cai)料中克服(fu)材(cai)料脆性的方法主要是通過相變增(zeng)韌(ren)或纖維(wei)增(zeng)韌(ren)等途徑(jing)，但(dan)在有些耐火(huo)制(zhi)品中(zhong)(zhong)這些方法(fa)并不(bu)能顯示優良的(de)效果。在耐火(huo)材料的(de)基質中(zhong)(zhong)加入一定量的(de)硅粉，由(you)于 它具有金屬的(de)塑性特征，在(zai)壓制過程中能形成(cheng)塑(su)性成(cheng)型，使坯體致密化并改善(shan)燒成耐火材(cai)料的力學(xue)性能。
即(ji)借(jie)助金屬材料(liao)的(de)塑性，形成塑性成型。提高坯體(ti)的密度(du)和(he)強度(du)，熱處理過程中，金(jin)屬與(yu)陶瓷顆粒(li)相發生(sheng)反應(ying)，形成(cheng)硬基體和強(qiang)化(hua)相(xiang)，生成非金屬強(qiang)化相，改善了(le)材料的常溫性(xing)能(neng)和高溫性(xing)能(neng)。我們(men)引用了過渡塑(su)性相(xiang)工藝(yi)的思想，在金(jin)屬塑性相結合耐火(huo)材料(liao)中，材(cai)料(liao)的主體(ti)為無機非金屬相，金屬相為次(ci)，利用(yong)金屬的(de)塑性，形成塑性成型。在燒結(jie)過程(cheng)中，金屬液化或軟化，使材料在較(jiao)低溫(wen)度下發生液相燒結同(tong)時(shi)，材(cai)料表面(mian)的金屬相(xiang)參(can)與了反應，生成了非金屬(shu)增強相，而材料內(nei)部(bu)的金屬(shu)相仍保持金屬(shu)相的狀態在高溫狀態下，材料內部的金(jin)屬細(xi)粉(fen)變成液相，彌散分布(bu)在(zai)顆粒(li)邊界及氣孔中，降低氣孔率并(bing)提高復合(he)材料的韌(ren)性。
實驗所用(yong)原料(liao)為棕剛玉、白剛玉、碳化(hua)硅、硅粉等。在實驗中設計(ji)A、B兩種配方，其中(zhong)A為硅—（白剛玉+棕(zong)剛玉(yu)）—碳化硅質，B為棕剛玉(yu)—碳(tan)化硅質。在混碾機(ji)中(zhong)混合(he)均勻后(hou)成型(xing)，成型(xing)壓力為350MPa。將(jiang)試樣分成(cheng)兩批，第一批只在(zai)110℃，24h烘干后即測量其(qi)顯(xian)氣(qi)孔率、體(ti)積密(mi)度、常溫耐壓強度；另一批烘干后再電爐(lu)中于1500℃保(bao)溫6h 燒(shao)成。自然冷卻后(hou)測量其顯氣孔率(lv)、體積密度(du)(du)、常(chang)溫耐(nai)壓強度(du)(du)和常(chang)溫抗折強度(du)(du)，進行載荷-變形實驗(yan)。
干坯的常溫性(xing)能指標如表1，可燒成試樣的常溫性能指標見表2.從表1中可以看出，加(jia)入硅粉(fen)后，坯體趨于(yu)致密化，顯氣孔率降低，體積(ji)密度(du)、耐壓強度(du)都提高(gao)了(le)。這說明(ming)加(jia)入硅粉(fen)后，在壓力相同時，材料的組織結構比(bi)原先更加(jia)致密。
從(cong)表2可以看出，燒(shao)成后，加(jia)入硅(gui)粉的(de)(de)試樣的(de)(de)各(ge)項常溫(wen)性能(neng)指標均好于未加(jia)硅(gui)粉的(de)(de)試樣。從顯微結構照(zhao)片可以看出，加(jia)入硅(gui)粉后，硅(gui)填充在氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)(kong)和顆粒邊緣，起了助燒(shao)劑作用(yong)，形(xing)成液相燒(shao)結，提(ti)高磚(zhuan)體的(de)(de)密度(du)，降(jiang)(jiang)低(di)磚(zhuan)體的(de)(de)氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)(kong)率：而未加(jia)硅(gui)粉的(de)(de)試樣，氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)(kong)率則高得(de)多。從理(li)論上講，多孔(kong)(kong)(kong)材料的(de)(de)強度(du)隨(sui)其氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)(kong)率的(de)(de)提(ti)高而下降(jiang)(jiang)，著不僅由于固相界(jie)面減少導(dao)致的(de)(de)實際應(ying)力增大，更(geng)主要(yao)的(de)(de)是氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)(kong)引起的(de)(de)應(ying)力集中導(dao)致了強度(du)下降(jiang)(jiang)。此(ci)外，彈性模(mo)量和斷裂能(neng)隨(sui)氣(qi)(qi)孔(kong)(kong)(kong)率的(de)(de)變化(hua)也間接(jie)影響著強度(du)值。
耐火(huo)(huo)材料(liao)(liao)屬(shu)于脆性材料(liao)(liao)，只(zhi)有在高溫下顯示(shi)出一定的(de)塑性，在耐火(huo)(huo)材料(liao)(liao)中加入，使耐火材料具有塑性成型的特征，降低(di)了坯體的氣孔率(lv)，提高坯體密度(du)和強度(du)。 塑性相(xiang)在燒結過程起(qi)了助(zhu)燒劑作用，促進材料(liao)的(de)燒結。在制品中金屬作(zuo)為塑(su)性彌散相與耐火(huo)骨料(liao)及基質復(fu)合，在外力(li)作用下產生一定的塑性變形(xing)或沿(yan)晶界滑移，分(fen)散(san)集中的(de)應(ying)力(li)和吸(xi)收裂紋尖端(duan)的(de)應(ying)力(li)，使得斷(duan)裂能增大，達到(dao)增(zeng)強韌性(xing)的效(xiao)果。