鎂碳磚在使用中除經(jīng)受高溫、氧化和熔渣侵蝕外，還需承受鋼水的沖擊和沖刷作用，這就需要鎂碳磚具有較高的高溫強(qiáng)度。高溫抗折強(qiáng)度即成為了衡量鎂碳磚高溫強(qiáng)度的指標(biāo)，也是鎂碳磚中的重要研究方向之一。

影響其高溫抗折強(qiáng)度的因素有很多，其中最主要的是鎂碳磚的原料純度、碳含量、結(jié)合劑、基質(zhì)組成及組織結(jié)構(gòu)等。原料純度相對(duì)簡(jiǎn)單，鎂砂的純度高，結(jié)晶尺度大，則分布于方鎂石晶界的低熔點(diǎn)物相含量較低，直接結(jié)合程度高，高溫抗折強(qiáng)度要好些:石墨的純度和含量的影響也一樣。而關(guān)于基質(zhì)組成、組織結(jié)構(gòu)等方面的研究相對(duì)復(fù)雜，也是提升鎂碳磚高溫抗折強(qiáng)度最為集中的研究領(lǐng)域，其大致分為下面3個(gè)方向。

1、添加金屬粉

在提升高溫抗折強(qiáng)度方面，添加的金屬粉主要有金屬AI、S等。其作用機(jī)制主要包括:金屬AI、Si等與鎂碳磚中的石墨、樹脂碳等反應(yīng)生成AI43、SiC等，強(qiáng)化碳碳之間的結(jié)合，提升強(qiáng)度;@金屬A1、Si等在鎂碳磚中生成晶須.纖維等，強(qiáng)化材料基質(zhì):3)生成鎂鋁尖晶石等物相，改善陶瓷結(jié)合等。

王玉龍等發(fā)現(xiàn)隨著金屬Al的增加，低碳鎂碳磚的高溫抗折強(qiáng)度增加，并在添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%的金屬A的鎂碳磚結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了較多的MgAlO和晶須，如圖1。

通過引入性質(zhì)不同的金屬Zn粉、Al粉，發(fā)現(xiàn)當(dāng)金屬添加質(zhì)量比AI/Zn為1，且添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為1%時(shí)，經(jīng)1400C處理的試樣的高溫抗折強(qiáng)度更大。此時(shí)，伴隨著金屬炭化反應(yīng)的膨脹量適中，基質(zhì)骨料結(jié)合緊密目應(yīng)力較小。在鎂碳磚中，柱狀或板狀A(yù)4C3相互交錯(cuò)存在于骨料之間或堵塞試樣內(nèi)部的氣孔中，增大了顆粒問滑移的阻力。因此，添加金屬Al，生成了AI4C3，增強(qiáng)了鎂碳磚的高溫抗折強(qiáng)度。添加金屬Si也同樣可以增加鎂碳磚的高溫強(qiáng)度，但效果沒有金屬AI的顯著。

2、原位生成碳化物、氨化物等晶須

鎂碳磚高溫抗折強(qiáng)度的提高常通過原位生成碳化物、氮化物晶須等實(shí)現(xiàn)。晶須一般是納米或亞微米級(jí)的一維結(jié)昆材料，內(nèi)部缺陷很少，強(qiáng)度和模量也接近晶體材料的理論值。同時(shí)，晶須在磚中的網(wǎng)狀分布或在鎂碳磚組織結(jié)構(gòu)中的釘扎和鎖固作用等也賦予了材料較好的強(qiáng)度。像伊竟廣等發(fā)現(xiàn)添加金屬Si粉和A粉的鎂碳磚隨著熱處理溫度的升高試樣的高溫抗折強(qiáng)度和熱震后殘余抗折強(qiáng)度都在增加，而1400°熱處理后的試樣抗折強(qiáng)度較大。通過對(duì)微觀結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)，在1400°C時(shí)磚內(nèi)不但有針刺狀A(yù)IN生成，且鑲嵌在鎂砂顆粒表面(如圖2)，還同時(shí)伴有大量的SiC晶須和針狀的BSi3N4晶須生成(如圖3)。如此微觀結(jié)構(gòu)，當(dāng)材料受到外力作用時(shí)，應(yīng)力可以通過界面層由基體傳遞給晶須，晶須使基體所受應(yīng)力得以分散，降低了破壞作用。而當(dāng)試樣受熱應(yīng)力的作用而產(chǎn)生的裂紋尺寸比較小時(shí)，晶須則起到了橋連作用，抑制裂紋的繼續(xù)擴(kuò)張:當(dāng)隨著裂紋的增大，裂紋處的晶須進(jìn)一步被破壞，晶須從基體中被拔出來而消耗能量，此時(shí)的拔出效應(yīng)將賦予鎂碳磚較高的高溫力學(xué)性能。

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