目前，硅酸铝质火泥在冶金领域得到了广泛应用，但是使用硅酸铝火泥时会出现一些问题，这些问题使有色冶金设备内衬的工作制度发生实质性的变化：如：在进行热处理前与砌件粘结的机械强度低。易被熔融金属和熔渣润湿，导致形成侵蚀洞；窑炉炉墙厚度方向上的温度梯度使接缝火泥上产生热应力，导致火泥的龟裂和剥落。对于存在的这些缺陷，采用自蔓延高温合成法制备耐火材料时可以弥补。白俄罗斯的研究人员研究了利用自蔓延高温合成法合成MgO-SiO2-Al系火泥的可行性、活性添加剂和结合剂组成的选择，并分析了所得合成材料的性能。
　　制备自蔓延高温合成火泥用填料使用放热的混合粉，这种混合粉有烧结镁砂（镁砖废料）、二氧化硅（粒度＜315 μm）和金属铝粉，三种配料的质量分数分别是20％~50%，10％~60%和20%~40%。将物料与活性添加剂混合后加入结合剂制成奶油状泥浆，然后将其涂抹在硅酸铝制品表面，进行热处理，热处理制度：室温下放置16 h，50 ℃和150 ℃时分别放置4 h，然后逐步加热到1 100 ℃。
　　火泥混合料经过自蔓延高温处理后用X光荧光分析仪和X射线衍射仪分析。并测定火泥的抗剪强度。研究了火泥的表面形态和显微结构。
　　试验首先对比分析了各种结合剂的效果，选用如下常用的结合剂中的一种或其混合物进行试验：磷酸铝铬结合剂、硅酸乙酯、含钾水玻璃、三聚磷酸钠、含钠水玻璃、耐火黏土和水。试验结果表明，在上述这些结合剂中，硅酸乙酯结合的和含钠水玻璃＋三聚磷酸盐结合的火泥的强度最高，因此，本试验中确定选用水玻璃＋三聚磷酸盐复合结合剂。
　　同时分析了在自蔓延高温合成条件下添加剂对耐火陶瓷火泥合成活性的影响，以及通过形成新的晶相改善火泥粘接性能的影响。对比了各种金属氧化物、正硼酸和氟硅酸钠对提高火泥强度的作用，经过分析确定在试验中选用二氧化钛作为非金属活性添加剂。
　　为了确定火泥混合料的最佳组成，研究了在活化添加剂和结合剂不变的情况下，氧化镁、氧化硅和铝粉不同配比火泥的机械强度，试验结果见表1。从表中看出，含40%金属铝粉的试样的指标值最好。这一数量的铝粉足以进行自蔓延高温反应，并形成所需数量的有助于提高材料强度的尖晶石和硅酸铝化合物。
表1 不同原料配比火泥的抗剪强度和粘结强度
编号 w （MgO）/% w（SiO2）/% w （Al）/% 抗剪强度/MPa 粘结强度/MPa
1 20 60 20 0.378 1.87
2 30 50 20 0.496 2.23
3 40 40 20 0.206 2.12
4 50 30 20 0.374 2.26
5 20 50 30 0.315 1.21
6 30 40 30 0.635 2.61
7 40 30 30 0.126 2.38
8 50 20 30 0.149 0.38
9 20 40 40 0.305 2.53
10 30 30 40 0.650 2.52
11 40 20 40 0.646 2.03
12 50 10 40 0.692 2.96
　　根据研究结果开发出了耐火陶瓷用自蔓延高温合成火泥的最新配方，这种火泥由填料、活性剂、和改性结合剂组成。所用的填料由40% 铝粉、10%~30%  SiO2和30%~50% MgO构成，活性添加剂为TiO2，结合剂使用含有三聚磷酸钠的含钠水玻璃。这种火泥能用于有色冶金工业中硅酸铝质耐火材料的砌筑，所合成的自蔓延高温合成火泥的特点是粘结性能好（2.03~2.96 MPa），抗剪强度高（0.305 ~0.692 MPa）。
（编译自俄刊《耐火材料与工程陶瓷》2010，№3）