目前高鋁磚在水泥窯上損毀的主要原因是渣蝕及剝落，因此生產(chǎn)一種抗剝落高鋁磚需要具備高溫性能好、導(dǎo)熱系數(shù)低、熱震穩(wěn)定性?xún)?yōu)良、抗侵蝕性強(qiáng)、的特性。
從AL2O3—SiO2系二元相圖中的高鋁區(qū)可以看出，AL2O3含量大于72%制品高溫穩(wěn)定相為剛玉和莫來(lái)石。I等高鋁磚的主晶相為柱狀或針狀剛玉，其含量達(dá)到70%以上：少量莫來(lái)石，含量10%~20%，在結(jié)晶相之間直接結(jié)合起主導(dǎo)作用：含量為5~10%玻璃相雜亂地分布與其中。I等高鋁磚的剛性模量和強(qiáng)度在低溫階段都有與溫度并增的趨勢(shì)，直到轉(zhuǎn)折溫度（600℃~800℃）以后，剛性模量和強(qiáng)度隨溫度上升而下降，且下降逐漸加快不利于熱穩(wěn)定性的提高。我國(guó)高鋁磚的特點(diǎn)是隨AL2O3含量的提高，其雜質(zhì)含量也相應(yīng)提高。雜質(zhì)中堿金屬和堿土金屬氧化物抑制莫來(lái)石的形成，在高溫下導(dǎo)致莫來(lái)石分解，并產(chǎn)生多量的富硅玻璃，以R2O的危害最大。例如，當(dāng)Na2O與莫來(lái)石共存時(shí)，在1000℃~1100℃時(shí)，莫來(lái)石開(kāi)始反應(yīng)分解，分解反應(yīng)如下：3AL2O3·2Sio2+Na2O→2AL2O3+Na2O·AL2O3·2SiO2（霞石質(zhì)液相），這一反應(yīng)不但生成液相，而且發(fā)生了固相分解。另外，還原氣氛也能促使莫來(lái)石分解。莫來(lái)石分解為熱膨脹系數(shù)較高的剛玉和玻璃相，使制品的熱震穩(wěn)定性降低。
高鋁磚是一種多晶體組成的復(fù)合材料，因此在顯微結(jié)構(gòu)上由晶粒和晶界組成，還存在玻璃相、氣孔、雜質(zhì)和其它缺陷。根據(jù)熱沖擊斷裂損傷理論，研制抗剝落高鋁磚應(yīng)從提高高鋁磚的熱震穩(wěn)定性出發(fā)，通過(guò)加入添加物，使其具有高的斷裂表面能力、低的彈性模量和熱膨脹系數(shù)。為了不影響高鋁磚的高溫使用性能，我么 采取的方法為：加入性能較優(yōu)的礬土熟料：添加膨脹劑如紅柱石或硅線(xiàn)石：加入添加物使在基質(zhì)中形成堇青石：加入鋯英石等添加物提高制品熱震。從中選擇較好的工藝方案制磚。
試樣制作原料以山西特級(jí)礬土熟料、本地結(jié)合粘土等為主要原料，臨界粒度選擇5mm。有機(jī)結(jié)合劑選用1.18g/cm³的木質(zhì)磺酸鈣水溶液，將試樣制備成磚坯尺寸為標(biāo)準(zhǔn)磚230*114*65（mm）在620噸壓力機(jī)上壓制成型然后再在高溫隧道窯經(jīng)1480℃，保溫10小時(shí)燒結(jié)。試樣理化性能檢測(cè)結(jié)果，如下表所示
試驗(yàn)結(jié)果的分析說(shuō)明了添加劑的加入可明顯改善高鋁磚的性能，鋯英砂的加入量越多，制品抗熱震性越好，復(fù)合添加劑的方法麼可有效提高制品性能，改善熱震穩(wěn)定性。
抗剝落高鋁磚的抗熱震機(jī)理是：（1）ZrO2在高溫下發(fā)生單斜→四方相變，伴隨4-5%體積變化同時(shí)在ZrO2尖端和周?chē)l(fā)生微裂紋。這些微裂紋可使制品在受力過(guò)程中，主裂紋前段的應(yīng)力場(chǎng)發(fā)生變化，主裂紋偏轉(zhuǎn)、彎曲，延長(zhǎng)斷裂路線(xiàn)，吸收更多的斷裂能力。微裂紋使能量逸散，消除或減緩了由于能量應(yīng)力集中引起的材料裂紋擴(kuò)展破壞，因而提高了制品的強(qiáng)度和韌性：（2）由于該磚中含有多種結(jié)晶相，存在著不同結(jié)晶礦物相熱膨脹系數(shù)的差異引起熱失配而形成的微裂紋：（3）ZrO2作為復(fù)合材料的第二相，還可起顆粒強(qiáng)化作用。ZrO2顆粒與基體的熱膨脹失配，可引起內(nèi)應(yīng)力或微裂紋的產(chǎn)生吸收能量：彈性模量的失配，可使外加載荷重新分配，提高磚的承載能力：ZrO2顆粒分散在基體中，一定程度上起了釘扎、纏結(jié)位錯(cuò)的作用，抑制了位錯(cuò)的滑移，限制了解理斷裂，有益于磚的強(qiáng)化（4）添加ZrO2的材料在生產(chǎn)或收到機(jī)械應(yīng)力時(shí)均會(huì)發(fā)生四方—單斜相變，尤其重要的是加負(fù)荷和破壞時(shí)也產(chǎn)生，其結(jié)果由于發(fā)展的裂紋彈性能分散到四方→單斜相變產(chǎn)生的微裂紋中，從而大大強(qiáng)化了材料。抗剝落高鋁磚也存在這方面的可能性。