随著(zhe)我國電子工業的(de)快(kuài)速發展，對(duì)電子元件的(de)燒結窯爐在工藝、材料、節能等方面的(de)要求也(yě)越來(lái)越高(gāo)。研究耐火材料在電子工業窯爐中的(de)設計與應用(yòng)方面的(de)課題，對(duì)工業窯爐的(de)節能、降低成本、延長(cháng)使用(yòng)壽命均有較大(dà)的(de)現實意義，本文拟就電子工業窯爐中相關耐火材料應用(yòng)中遇到的(de)問題，同時(shí)對(duì)耐火材料生産實踐和(hé)認識，對(duì)其産生的(de)原因進行剖析，來(lái)共同探討(tǎo)解決提高(gāo)。
一、電子工業窯爐設計與耐火材料的(de)選材問題
窯爐的(de)質量與耐火材料的(de)性能和(hé)合理(lǐ)使用(yòng)關系密不可(kě)分(fēn)。縱觀多(duō)年來(lái)電子材料行業使用(yòng)耐火材料的(de)情況分(fēn)析，電子工業窯爐與耐火材料的(de)質量相互依存、相互影(yǐng)響。
窯體耐火材料特别是内襯材料不僅要長(cháng)期承受高(gāo)溫、荷重、溫度變化(huà)外，電子元件在燒成過程中，它的(de)化(huà)合物(wù)、有機結合劑、無機改性劑等産生的(de)揮發對(duì)内襯材料産生侵蝕；因此，電子元件燒成窯爐的(de)内襯材料必須具有良好的(de)耐氣體侵蝕能力。特别是氣氛爐，由于燒成過程中是在無氧條件下(xià)，對(duì)内襯耐火材料中的(de)Fe2O3雜(zá)質被還(hái)原成FeO,并伴有一定的(de)體積變化(huà)，引起内襯結構疏松；同時(shí)FeO與内襯材料中的(de)SiO2等成分(fēn)反應生成低熔物(wù)質，使襯體發生軟化(huà)變形，并向窯内傾斜，嚴重時(shí)造成塌窯。
目前高(gāo)溫窯爐耐火材料主要材質有：高(gāo)鋁、剛玉、剛玉結合莫來(lái)石、碳化(huà)矽、矽線石等。窯爐的(de)主體由低、中、高(gāo)不同溫區(qū)内襯材料和(hé)各類保溫材料組合而成，尤其是高(gāo)溫區(qū)段爲窯爐的(de)主體核心部位。其設計的(de)要求爲耐火度高(gāo)、緻密性好、強度高(gāo)等特點。目前一般均采用(yòng)氧化(huà)鋁含量高(gāo)的(de)剛玉結合莫來(lái)石材質(剛玉成份大(dà)于莫來(lái)石成份)。
但由于該材料自身比重高(gāo)，帶來(lái)膨脹系數大(dà)、熱(rè)穩定性差等缺陷。近年來(lái)，随著(zhe)國外先進窯爐技術的(de)大(dà)量引進，顯示高(gāo)溫窯爐主體材料，其材質以莫來(lái)石爲主要原料，其特點是：組織結構緻密，開口氣孔小，比重較剛玉輕，熱(rè)膨脹系數小，高(gāo)溫熱(rè)穩定性好，抗腐蝕性強等優點。
根據實驗顯示，燒結合成莫來(lái)石制品在使用(yòng)過程中的(de)抗侵蝕能力，明(míng)顯優于剛玉莫來(lái)石制品，由于燒結合成莫石制品的(de)密度與剛玉結合莫來(lái)石制品相差近10%，因此，同等體積，價格不變的(de)情況下(xià)，材料成本降低近10%；其次，燒結莫來(lái)石制品的(de)導熱(rè)性能低于剛玉結合莫來(lái)石制品，有明(míng)顯的(de)節能效果；第三，燒結莫來(lái)石制品的(de)顯氣孔率明(míng)顯低于剛玉結合莫來(lái)石制品，特别是應用(yòng)于氮氣氣氛的(de)窯中，明(míng)顯降低了(le)燒結物(wù)在高(gāo)溫下(xià)釋放的(de)有害物(wù)質對(duì)爐壁耐火材料的(de)侵蝕作用(yòng)，從而延長(cháng)了(le)窯爐的(de)使用(yòng)壽命，間接地降低了(le)能耗。
目前我國的(de)合成莫來(lái)石原料和(hé)加工工藝已達到一定水(shuǐ)平，能夠滿足以上制品指标的(de)需求。
二、耐火材料和(hé)窯具的(de)開發與應用(yòng)
耐火窯具多(duō)數爲鋁矽酸鹽材料，也(yě)就是說它們主要由Al2O3、SiO2組成，在高(gāo)溫條件下(xià)SiO2與磁性材料中Fe2O3發生反應，在磁件表面形成了(le)矽酸鐵雜(zá)質“暈斑”，不僅降低了(le)磁性材料的(de)成品率，而且在窯具表面也(yě)會生成低熔物(wù)，使窯具的(de)使用(yòng)壽命大(dà)大(dà)降低。發達國家在電子工業窯爐設計與生産時(shí)，均花大(dà)量精力對(duì)耐火材料進行研究、開發與檢測。德國FCT公司、日本大(dà)阪窯業（YOTAI）有限公司、韓國永進陶瓷制造股份公司等采用(yòng)高(gāo)純原料、精細工藝裝備生産，而且對(duì)不同行業窯爐的(de)使用(yòng)特點開發出相應的(de)窯具産品，特别對(duì)在軟磁材料工業窯爐使用(yòng)的(de)窯具進行相應開發，如：高(gāo)檔錳鋅鐵氧體采用(yòng)的(de)是鈣穩定的(de)氧化(huà)锆承燒闆；中檔鎳鋅鐵氧體采用(yòng)的(de)是剛玉-莫來(lái)石或三明(míng)治承燒闆。既考慮到承燒闆使用(yòng)過程中的(de)高(gāo)溫強度、抗熱(rè)沖擊性及長(cháng)期抗老化(huà)性，同時(shí)考慮到不污染磁性材料産品。
此外，對(duì)窯爐用(yòng)耐火材料常常根據實際使用(yòng)情況，研究出不同的(de)檢測手段，補充行業标準中檢測标準的(de)不足，如日本采用(yòng)工業标準（JIS）制定的(de)試驗方法進行外，模拟實際使用(yòng)條件對(duì)耐火材料質量進行檢驗。又如德國的(de)熱(rè)震測試是采用(yòng)在200mmx200mmx2mm的(de)樣品的(de)下(xià)面靠邊用(yòng)25個(gè)支柱支撐，上面在中心放上一定重量的(de)物(wù)品，然後以循環五次不産生裂紋的(de)最高(gāo)溫度作爲衡量制品的(de)抗熱(rè)震性。該指标較爲客觀地反映了(le)耐火材料在荷重情況下(xià)的(de)實際熱(rè)震情況。
從國外進口的(de)耐火材料，各項性能比較優異，但是其價格往往是相當昂貴；因此，電子工業窯爐用(yòng)耐火材料必須走國産化(huà)道路．自主創新，開發出适合國内電子工業窯爐用(yòng)新型耐火材料，逐漸取代能耗高(gāo)、壽命短、易老化(huà)的(de)傳統耐火材料，同時(shí)需要制訂系列适合國内電子工業窯爐耐火材料行業标準，爲電子工業窯爐的(de)設計與應用(yòng)提供相應的(de)數據。
目前，我國電子工業窯爐用(yòng)耐火材料需要解決的(de)問題：
（1）主要原料的(de)性能與加工手段
國内耐火原料的(de)生産廠家大(dà)多(duō)規模小，設備簡陋，缺乏全面質量控制手段，化(huà)學成分(fēn)、物(wù)理(lǐ)性能、礦物(wù)組成、粒度分(fēn)布、加工處理(lǐ)的(de)雜(zá)質存在，尤其微量元素控制等,不能滿足高(gāo)質量窯具的(de)生産要求。
（2）加快(kuài)新産品研發,滿足市場(chǎng)要求
國内大(dà)部分(fēn)窯具生産廠家對(duì)新産品開發能力低，缺少專業技術人(rén)才，或沒有開發手段，對(duì)窯具的(de)生産使用(yòng)過程、損壞情況缺乏系統的(de)了(le)解，窯爐内部熱(rè)應力分(fēn)布的(de)相關理(lǐ)論數鋸不足,多(duō)憑經驗而定,因此無法盡快(kuài)解決窯具生産與使用(yòng)中出現的(de)實際問題。在短時(shí)間内不能開發出窯爐适用(yòng)的(de)新材料。
（3）需要全面提高(gāo)檢測手段
目前國内一般采用(yòng)常規檢測，如體積密度、氣孔率、膨脹系數、抗折強度、荷重軟化(huà)點等性能，已無法反映出窯具的(de)真正質量和(hé)使用(yòng)效果。我們發現國産窯具的(de)上述指标都很好，甚至超過同類進口産品，但使用(yòng)效果卻差别很大(dà)。對(duì)窯具使用(yòng)壽命影(yǐng)響較大(dà)的(de)微觀結構性能（氣孔結構、孔徑分(fēn)布、顆粒尺寸分(fēn)布等）和(hé)力學性能（彈性模量、斷裂能）等在國内卻很少測試。
綜上所述，對(duì)提高(gāo)電子工業窯爐的(de)耐火材料應設立相應的(de)檢測項目和(hé)内容，采用(yòng)的(de)标準必須根據實際使用(yòng)情況加以更新。建立高(gāo)檔窯具、窯磚的(de)系統性研發機構，試制、生産基地，爲不斷提高(gāo)我國電子工業行業專用(yòng)耐火材料、窯具質量創造必不可(kě)少的(de)條件。
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