耐火原料對耐火制品的性能和質量有直接的影響。只有耐火原料的品種和檔次不斷進步，才能使耐火材料的品種增多，性能和質量不斷提高。優(yōu)質鎂鉻耐火制品的生產同樣離不開優(yōu)質原料。我國具有豐富的鎂質耐火原料，但由于開采加工手段落后，長期以來耐火原料質量的不穩(wěn)定一直是制約我國耐火材料工業(yè)發(fā)展的一大問題。因此，了解鎂質、鎂鉻質耐火原料的基本性能、國內外研究現(xiàn)狀，對提高我國現(xiàn)有原料的質量、開發(fā)高性能耐火材料是十分重要的。

鎂質耐火原料

鎂質耐火原料是指以MgO為主成分和以方鎂石為主晶相的原料。菱鎂礦及由菱鎂礦煅燒或熔融而制得的輕燒氧化鎂粉、燒結鎂砂、長沙電熔鎂砂以及由海水或鹵水制得的海水鎂砂或鹵水鎂砂等，都屬于鎂質耐火原料。本文簡要介紹燒結鎂砂、電熔鎂砂的制備原理、理化指標和顯微結構特征，并對高密度鎂砂的合成進行系統(tǒng)介紹。

燒結鎂砂

燒結鎂砂是將菱鎂礦、水鎂石煅燒后的氧化鎂，或者由海水或鹵水制得的氫氧化鎂在1450-1900℃下充分燒結而得到的氧化鎂原料。我國所說的燒結鎂砂通常是指以菱鎂礦為原料煅燒而得的產品，由海水或鹵水氫氧化鎂鍛燒而成的鎂砂則稱為海水鎂砂或鹵水鎂砂。由于鎂砂的燒結溫度高，燒結程度好，故燒結鎂砂也稱為死燒鎂砂，以與輕燒氧化鎂相區(qū)別。

在工業(yè)生產中，通常將菱鎂礦直接壓塊燒結的方法稱為“一步煅燒”；而將菱鎂礦先在1000℃左右輕燒，然后再壓塊與燒結的工藝稱之為“二步煅燒”。根據(jù)國際上主要以MgO含量、顆粒體積密度和Ca0/SiO2比對燒結鎂砂劃分等級的分類方法，我國標準GB/T2273-2007對耐火材料用燒結鎂砂的技術條件作了規(guī)定。

燒結鎂砂中的方鎂石晶體多為不規(guī)則粒狀，其晶體尺寸大小和形狀取決于原料的純度和燒結程度。圖2-1為中國生產的牌號為DBM-97燒結鎂砂的顯微結構。鎂砂的晶體尺寸為80-130um，深灰色晶間結合相為C2S，多晶間氣孔。圖2-2為Alpine山脈高鐵燒結鎂砂的顯微結構。鎂砂的晶體尺寸為120~180um，亮白色晶間結合相為C2F和MF,多晶間氣孔。

電熔鎂砂

電熔鎂砂（FusedMagnesia)是由天然菱鎂礦、輕燒氧化鎂粉或燒結鎂砂等在電弧爐中高溫熔融而成的鎂質原料，因其強度、抗侵蝕性及化學惰性均優(yōu)于燒結鎂砂，在鎂質及鎂碳質耐火材料中正越來越多地取代燒結鎂砂。

與燒結鎂砂相比，電熔鎂砂中硅酸鹽相含量低，方鎂石的直接結合程度高，可以充分地發(fā)揮出方鎂石的良好性能。此外，由于使用時熔渣多從方鎂石的晶界開始侵蝕，因此長沙大結晶電熔鎂砂比燒結鎂砂中方鎂石微晶的抗侵蝕性強得多。因此，近年來世界各國加強了大結晶電熔鎂砂的研究與開發(fā)。燒結法制得的大結晶鎂砂中方鎂石平均尺寸為60-200um,而一般電熔鎂砂中方鎂石結晶尺寸為200-400um，大結晶電熔鎂砂可達700-1500um，甚至5000um以上。

但對“大結晶”電熔鎂砂，高振昕從顯微結構角度提出了自己的觀點。他認為如果從純度與晶體尺寸具有一定相關性考慮，要求大晶體以求較高純度是合理的，但大結晶有結構強度偏低的缺陷。這是因為，首先，大結晶解理發(fā)育充分，易沿解理面開裂；其次，大結晶多為平直晶界，受力后也易發(fā)生沿晶開裂。因此，用電熔鎂砂制磚時在成型中容易使顆粒破碎。國外在生產鎂質制品時，常采用海水鎂砂做大顆粒（2-5mm)，用電熔鎂砂做中顆粒（0.1-1mm),可能就是為了避免電熔鎂砂顆粒在成型過程中破碎。