体积稳定的Al2O3-MgO-C（AMC）耐火材料具有以下优点：由于原位尖晶石的形成，产生显著的残余膨胀；优异抗结构剥落性；由于形成较好的结合体，产生较高的抗钢水和渣渗透性；热导率低以及高耐冲击性等特点，因而已成功在转炉炼钢工艺（如钢包渣线、底部冲击区等部位）中使用。因此，许多研究者为了进一步提高AMC耐火材料的性能，作了很大的努力。印度塔塔耐火材料有限公司的研究人员重点研究AMC耐火材料的膨胀行为及其与时间、温度和耐火材料组成的关系。
　　以矾土（w（Al2O3）＝88％）、电熔刚玉（w（Al2O3）＝88％）、-195石墨（w（C）＝95％）、烧结镁砂（w（MgO）＝97％）和电熔镁砂（w（MgO）＝97.2％）作为原料，以酚醛树脂作为结合剂。试验用试样的组成如表1所示。所有原料在实验室可控温的搅拌机中混合均匀，困料后在200 MPa的压力下成型，在210 ℃下干燥20 h。试样埋入石墨中，在1 000～1 600 ℃内热处理。检测试样的理化性能，用XRD分析试样的物相组成，光学显微镜观察试样的显微结构。
表1  试样的组成（w）/%
原料 1 2 3 4
煅烧
矾土 3～5 mm 15 15 15 15
 1～3 25 25 22 17
 0.1～1 7 2  
 0～0.05 10 10 10 10
 ≤0.075 19 19 19 19
烧结镁砂（或电熔镁砂） 0.5～1 10 15 20 25
石墨 ≤0.147 5 5 5 5
SiC粉 ≤0.045 1 1 1 1
Al粉 2 2 2 2
工业氧化铝粉 2 2 2 2
碳沥青 1 1 1 
粉状树脂 1 1 1 1
液体树脂 2 2 2 2
　　研究结果：随着烧结或电熔镁砂加入量的增加，试样的线变化率增大，这可能是由于随着MgO量的增加，形成的尖晶石增多；随着热处理温度的升高，两组试样（加入电熔或烧结镁砂）的线变化率逐渐增大，而且和较高温度时的线变化率相比，1 300 ℃时的线变化率不是很大。（2）加入烧结镁砂试样的线变化率比加入电熔镁砂的大，这是由于尖晶石的形成反应为扩散控制的反应，而电熔镁砂的密度比烧结镁砂的大，Mg-O结合力更大，Mg2+在Al2O3基质表面的扩散比较慢，因而电熔镁砂形成尖晶石比较慢，产生的膨胀更小。（3）当热处理温度在1 400 ℃以上时，加入烧结和电熔镁砂的线变化率开始有所不同，这表明高于此温度时，尖晶石形成速率开始有所不同。（4）XRD分析显示，加入烧结或电熔镁砂试样中刚玉和方镁石峰的强度相似，但尖晶石峰的强度显著不同，加入烧结镁砂的试样的尖晶石峰强度更大，随着热处理温度的升高，尖晶石量逐渐增大，尖晶石的粒径逐渐增大（25～30 μm），光学显微镜观察显示，两组试样都观察到尖晶石形成，而且含烧结镁砂试样中的尖晶石更多，尖晶石主要是在氧化铝颗粒表面形成。
　　总之，尖晶石形成量与热处理温度以及使用镁砂类型有关。加入烧结镁砂试样形成的尖晶石更多，产生的膨胀更大；热处理温度高于1 400 ℃时，尖晶石的形成速率显著增大；随着热处理温度的升高，与尖晶石的形成速率相比，尖晶石颗粒生长速率较慢。
（编译自《Interceram•耐火材料特刊》2010）