脆性是耐火材料的特征，亦是它的一個(gè)弱點(diǎn)。脆性可導(dǎo)致抗機(jī)械沖擊強(qiáng)度和熱震穩(wěn)定性均較差，直觀地表現(xiàn)在一旦受到臨界的外加負(fù)荷，將出現(xiàn)爆發(fā)性的斷裂特征并產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。 目前，在耐火材料中克服材料脆性的方法主要是通過(guò)相變?cè)鲰g或纖維增韌等途徑，但在有些耐火制品中這些方法并不能顯示優(yōu)良的效果。在耐火材料的基質(zhì)中加入一定量的硅粉，由于 它具有金屬的塑性特征，在壓制過(guò)程中能形成塑性成型，使坯體致密化并改善燒成耐火材料的力學(xué)性能。
即借助金屬材料的塑性，形成塑性成型。提高坯體的密度和強(qiáng)度，熱處理過(guò)程中，金屬與陶瓷顆粒相發(fā)生反應(yīng)，形成硬基體和強(qiáng)化相，生成非金屬?gòu)?qiáng)化相，改善了材料的常溫性能和高溫性能。我們引用了過(guò)渡塑性相工藝的思想，在金屬塑性相結(jié)合耐火材料中，材料的主體為無(wú)機(jī)非金屬相，金屬相為次，利用金屬的塑性，形成塑性成型。在燒結(jié)過(guò)程中，金屬液化或軟化，使材料在較低溫度下發(fā)生液相燒結(jié)同時(shí)，材料表面的金屬相參與了反應(yīng)，生成了非金屬增強(qiáng)相，而材料內(nèi)部的金屬相仍保持金屬相的狀態(tài)在高溫狀態(tài)下，材料內(nèi)部的金屬細(xì)粉變成液相，彌散分布在顆粒邊界及氣孔中，降低氣孔率并提高復(fù)合材料的韌性。
實(shí)驗(yàn)所用原料為棕剛玉、白剛玉、碳化硅、硅粉等。在實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)A、B兩種配方，其中A為硅—（白剛玉+棕剛玉）—碳化硅質(zhì)，B為棕剛玉—碳化硅質(zhì)。在混碾機(jī)中混合均勻后成型，成型壓力為350MPa。將試樣分成兩批，第一批只在110℃，24h烘干后即測(cè)量其顯氣孔率、體積密度、常溫耐壓強(qiáng)度；另一批烘干后再電爐中于1500℃保溫6h 燒成。自然冷卻后測(cè)量其顯氣孔率、體積密度、常溫耐壓強(qiáng)度和常溫抗折強(qiáng)度，進(jìn)行載荷-變形實(shí)驗(yàn)。
干坯的常溫性能指標(biāo)如表1，可燒成試樣的常溫性能指標(biāo)見(jiàn)表2.從表1中可以看出，加入硅粉后，坯體趨于致密化，顯氣孔率降低，體積密度、耐壓強(qiáng)度都提高了。這說(shuō)明加入硅粉后，在壓力相同時(shí)，材料的組織結(jié)構(gòu)比原先更加致密。
從表2可以看出，燒成后，加入硅粉的試樣的各項(xiàng)常溫性能指標(biāo)均好于未加硅粉的試樣。從顯微結(jié)構(gòu)照片可以看出，加入硅粉后，硅填充在氣孔和顆粒邊緣，起了助燒劑作用，形成液相燒結(jié)，提高磚體的密度，降低磚體的氣孔率：而未加硅粉的試樣，氣孔率則高得多。從理論上講，多孔材料的強(qiáng)度隨其氣孔率的提高而下降，著不僅由于固相界面減少導(dǎo)致的實(shí)際應(yīng)力增大，更主要的是氣孔引起的應(yīng)力集中導(dǎo)致了強(qiáng)度下降。此外，彈性模量和斷裂能隨氣孔率的變化也間接影響著強(qiáng)度值。
耐火材料屬于脆性材料，只有在高溫下顯示出一定的塑性，在耐火材料中加入，使耐火材料具有塑性成型的特征，降低了坯體的氣孔率，提高坯體密度和強(qiáng)度。 塑性相在燒結(jié)過(guò)程起了助燒劑作用，促進(jìn)材料的燒結(jié)。在制品中金屬作為塑性彌散相與耐火骨料及基質(zhì)復(fù)合，在外力作用下產(chǎn)生一定的塑性變形或沿晶界滑移，分散集中的應(yīng)力和吸收裂紋尖端的應(yīng)力，使得斷裂能增大，達(dá)到增強(qiáng)韌性的效果。
