耐火材料是耐火度不低於1580℃的無機非金屬材料。儘管各國規定的定義不同，例如，國際標準化組織（ISO）正式出版的國際標準中規定，“耐火材料四耐火度至少為1500℃的非金屬材料或制品（但不排除那些含有一定比例的金屬）”，但耐火材料是用作高溫窯、爐等熱工設備的結構材料，以及工業用高溫容器和部件的材料，並能承受相應的物理化學變化及機械作用。
大部分耐火材料是以天然礦石（如耐火粘土、硅石、菱鎂礦、白雲石等）為原料製造的。現在，採用某些工業原料和人工合成原料（如工業氧化鋁、碳化硅、合成莫來石、合成尖晶石等）也日益增多。
根據耐火度，可分為普通耐火制品（1580-1770℃）、高級耐火制品（1770-2000℃）和特級耐火制品（2000℃以上）。
按照形狀和尺寸，可分為標準型磚、異型磚、特異型磚、大異型磚，以及實驗室和工業用坩鍋、皿、管等特殊制品。
按製造工藝方法可分為泥漿澆注制品、可塑成型制品、半干壓型制品、由粉狀非可塑泥料搗固成型制品，由熔融料澆注的制品以及由岩石鋸成的制品。
表1 耐火材料的化學礦物組成分類
分 類 類 別 主要化學成分 主要礦物成分
硅質制品 硅磚 SiO2 磷石英、方石英
石英玻璃 SiO2 石英玻璃
硅酸鋁質制品 半硅磚 SiO2、Al2O3 莫來石、方石英
粘土磚 SiO2、Al2O3 莫來石、方石英
高鋁磚 SiO2、Al2O3 莫來石、剛玉
鎂質制品 鎂磚（方鎂石磚） MgO 方鎂石、
鎂鋁磚 MgO、Al2O3 方鎂石、鎂鋁尖晶石
鎂鉻磚 MgO、Cr2O3 方鎂石、鉻尖晶石
鎂橄欖石磚 MgO、SiO2 鎂橄欖石、方鎂石
鎂硅磚 MgO、SiO2 方鎂石、鎂橄欖石
鎂鈣磚 MgO、CaO 方鎂石、硅酸二鈣
鎂白雲石磚 MgO、CaO 方鎂石、氧化鈣
鎂碳磚 MgO、C 方鎂石、無定形碳（或石墨）
白雲石質制品 白雲石磚 CaO、MgO 氧化鈣、方鎂石
鉻質制品 鉻磚 Cr2O3、FeO 鉻鐵礦
鉻鎂磚 Cr2O3、MgO 鉻尖晶石、方鎂石
碳質制品 炭磚 C 無定形碳（石墨）
石墨制品 C 石墨
碳化硅制品 Si C 碳化硅
鋯質制品 鋯英石磚 ZrO2、SiO2 鋯英石
特殊制品 純氧化物制品 Al2O3、ZrO2 剛玉、高溫型ZrO2
CaO、MgO 氧化鈣、方鎂石
其它：碳化物
氮化物
硅化物
硼化物
金屬陶瓷等
表2 耐火材料的外觀分類分 類 種 類
耐火磚（具有一定形狀） 燒成磚、不燒磚、電熔磚（熔鑄磚）、耐火隔熱磚
不定形耐火材料（簡稱散裝料，無一定形狀，按所要求形狀施工用材料） 澆注料、搗打料、投射料、噴射料、可塑料、耐火泥
耐火材料的分類方法有多種，其中有按耐火材料的化學礦物組成進行的分類法，它能表征各種耐火材料的基本組成和特性，在生產、使用和科學研究上均有實際意義（見表1）。
此外，耐火材料又按下列指標分類（見表2）。
今後，我國耐火材料工業要由數量型向品種質量型轉變，立足于我國的資源條件和使用需要，研究發展優質高效高鋁質和碱性制品，發展優質不定形耐火材料和絕熱耐火材料。
1、 耐火材料的組成和性質耐火材料的一般性質，包括化學礦物組成、組織結構、力學性質、熱學性質和高溫使用性質。其中有些是在常溫下測定的性質，例如氣孔率、體積密度、真密度和耐壓強度等。根據這些性質，可以預知耐火材料在高溫下的使用情況；另一些是在高溫下測定的性質，例如耐火度、荷重軟化點、熱震穩定性、抗渣性、高溫體積穩定性等，這些性質反映在一定溫度下耐火材料所處的狀態，或者反映在該溫度下它與外界作用的關係。
1.1、 耐火材料的化學礦物組成耐火材料的若干性質，取決于其中的物相組成、分布及各相的特性，即取決于制品的化學礦物組成。對於既定的原料，即化學礦物組成一定時，可以採用適當的工藝方法，獲得具有某種特性的物相組成（如晶型、晶粒大小、分布以及形成固溶體和玻璃相等），在一定限度內提高制品的工作性質。
1.1.1化學組成化學組成是耐火材料制品的基本特性。通常將耐火材料的化學組成按各成分含量和其作用分為兩部分，即占 多量的基本成分－主成分和占少量的從屬的副成分。副成分是原料中伴隨的夾雜成分和工藝過程中特別加入的添加成分（加入物）。
1.1.1.1、 主成分
它是耐火制品中構成耐火基體的成分，是耐火材料的特性基礎。它的性質和數量直接決定製品的性質。其主要成分可以是氧化物，也可以是元素或非氧化物的化合物。耐火材料按其主成分的化學性質又可分為三類：酸性耐火材料、中性耐火材料及碱性耐火材料。
酸性耐火材料含有相當數量的游離二氧化硅（SiO2）。酸性 的耐火材料是硅質耐火材料，幾乎由94-97%的游離硅氧（SiO2）構成。粘土質耐火材料與硅質相比，游離硅氧（SiO2）的量較少，是弱酸性的。半硅質耐火材料局于其間。
中性耐火材料按其嚴密含意來說是碳質耐火材料，高鋁質耐火材料（Al2O345%以上）是偏酸而趨於中性耐火材料，鉻質耐火材料是偏碱而趨於中性耐火材料。
碱性耐火材料含有相當數量的MgO和CaO等，鎂質和白雲石質耐火材料是強碱性的，鉻鎂系和鎂橄欖石質耐火材料以及尖晶石耐火材料屬於弱碱性耐火材料。
1.1.1.2、雜質成分
耐火材料的原料絕大多數是天然礦物，在耐火材料（或原料）中含有一定量的雜質。這些雜質是某些能與耐火基體作用而使其耐火性能降低的氧化物或化合物，即通常稱為熔劑的雜質。例如鎂質耐火材料化學成分中的主成分是MgO，其它氧化物成分均屬於雜質成分。因雜質成分的熔劑作用使系統的共熔液相生成溫度愈低。單位熔劑生成的液相量愈多，且隨溫度升高液相量增長速度愈快，粘度愈小，潤濕性愈好，則雜質熔劑作用愈強。從表3中的數據可以看出，這些氧化物對SiO2的熔劑作用強度按如下順序增強。
表3 某些氧化物對SiO2的熔劑作用氧
化
物 共熔點 液相內SiO2含量，%
平衡相 溫度（℃） 系統內每1%雜質生成液相量（%） 氧化物含量（%） 共熔點（℃） 1400℃ 1600℃ 1650℃
K2O 石英（SiO2）－K2O.4SiO2 769 3.6 27.5 72.5 87.0 96.2 98.0
Na2O 石英（SiO2）－Na2O.2SiO2 782 3.9 25.4 74.6 86.0 95.8 97.8
Li2O 磷石英（SiO2）－Li2O.2SiO2 1028 5.6 17.8 88.2 88.8 96.5 98.5
Al2O3 方石英（SiO2）－3Al2O3 2SiO2 1545 18.2 5.5 94.5 — 96.9 98.1
TiO2 方石英（SiO2）－TiO2 1550 9.5 10.5 89.2 — 92.0 95.4
CaO 磷石英（SiO2）－CaO SiO2 1436 2.7 37.0 63.0 — 67.8 69.5
MgO 方石英（SiO2）－MgO SiO2 1543 2.9 35.0 65.0 — 65.5 67.8
BaO 磷石英（SiO2）－BaO SiO2 1374 2.1 47.0 53.0 53.5 61.2 67.0
ZnO 磷石英（SiO2）－2 ZnO—S 1432 2.1 48.0 52.0 — 60.0 64.0
MnO 磷石英（SiO2）－MnO SiO2 1291 1.8 55.8 44.2 45.0 50.4 52.5
FeO 磷石英（SiO2）－2 FeO SiO2 1178 1.6 62.0 38.0 41.2 47.5 51.7
Cu2O 磷石英（SiO2）－Cu2O 1060 1.1 92.0 8.0 19.2 29.6 32.7
1.1.1.3、添加成分
在耐火制品生產中，為了促進其高溫變化和降低燒結溫度，有時加入少量的添加成分。按其目的和作用不同分為礦化劑、穩定劑和燒結劑等。通常分析耐火制品和原料的灼燒減量、各種氧化物含量和其它主要成分含量。將乾燥的材料在規定溫度條件下加熱時質量減少百分率稱為灼減。
1.1.2、礦物組成耐火制品是礦物組成體。制品的性質是其組成礦物和微觀結構的綜合反映。耐火制品的礦物組成取決于它的化學組成和工藝條件。化學組成相同的制品，由於工藝條件的不同，所形成礦物相的種類、數量、晶粒大小和結合情況的差異，使其性能可能有較大差異。例如SiO2含量相同的硅質制品，因SiO2在不同工藝條件下可能形成結構和性質不同的兩類礦物－磷石英和方石英，使制品的某些性質會有差異。即使制品的礦物組成一定，但隨礦相的晶粒大小、形狀和分布情況的不同，亦會對制品性質有顯著的影響（如熔融制品）。
耐火材料一般是多項組成體，其中的礦物相可分為兩類，即結晶相和玻璃相。
主晶相是指構成制品結構的主體且熔點較高的晶相。主晶相的性質、數量和其間結合狀態直接決定着制品的性質。
基質是指耐火材料中大晶體或骨料間隙中存在的物質。基質對制品的性質（如高溫特性和耐侵飾性）起着決定性的影響。在使用時制品往往首先從基質部分開始損坏，採用調整和改變制品的基質成分是改善制品性能的有效工藝措施。
絕大多數耐火制品（除少數特高耐火制品外），按其主晶相和基質的成分可以分為兩類：一類是含有晶相和玻璃相的多成分耐火制品，如粘土磚、硅磚等；另一類是僅含晶相的多成分制品，基質多為細微的結晶體，如鎂磚、鉻鎂磚等碱性耐火材料。這些制品在高溫燒成時，產生一定數量的液相，但是液相在冷卻時並不形成玻璃，而是形成結晶性基質，將主晶相膠結在一起，基質晶體的成分不同于主晶相。
耐火制品的顯微組織結構有兩種類型。一種是由硅酸鹽（硅酸鹽晶體礦物或玻璃體）結合物膠結晶體顆粒的結構類型，另一種是由晶體顆粒直接交錯結合成結晶網，例如高純鎂磚，這種直接結合結構類型的制品的高溫性能（高溫力學強度、抗渣性或熱震穩定性等）較前一種優越得多；因此具有廣闊得發展前景。
