剛玉質耐火材料具有較高的強度和優良的高溫性能。因而被廣泛應用于冶金、建材以及石油化工等諸多行業。為了進一步改善剛玉質耐火材料的高溫性能，提高其使用壽命，通過向剛玉中加入不同添加劑的方法開發了各種復合材料。例如在剛玉中加入莫來石，利用莫來石的低膨脹性以及莫來石和剛玉熱膨脹系數間的差異，改善其抗熱震性能。

鉻是一種具有延展性、耐腐蝕和抗氧化的金屬。因此，向剛玉中添加金屬鉻，利用其“塑性成型”特性，獲得高致密度的成型坯體，有利于促進材料的致密化燒結，另外，在加熱或使用過程中還可有效提高材料的抗熱震性能。另外，在加熱或使用過程中，部分金屬鉻氧化與AL2O3形成連續固溶體，可以進一步提高材料的強度和抗渣侵蝕性能。因此通過添加金屬鉻粉，有望改善剛玉質材料的綜合性能，進而提高其使用壽命。

1、金屬鉻添加量對試樣抗熱震性能的影響

圖1示出了金屬鉻添加量對1500℃熱處理試樣抗熱震性能的影響。由圖1可知，未添加金屬鉻時，試樣CO強度保持率為83.2%。隨著金屬鉻添加量的增加，試樣的強度保持率增加。當金屬鉻添加量為3%時，試樣的強度保持率最大達到95.1%。進一步增加金屬鉻添加量，當金屬鉻量為5%時，強度開始下降。

2、金屬鉻添加量對試樣抗渣侵蝕性能的影響

圖2示出了120℃干燥的坩堝試樣經1500℃保溫2h渣侵蝕試樣后的切面照片。由圖可見，未添加金屬鉻的試樣CO內壁空隙多且孔徑大，而添加金屬鉻的試樣孔隙較少。可知隨著鉻添加量的增加，爐渣向試樣內部侵蝕的深度明顯減少，表明式樣的抗渣侵性能顯著提高。未添加金屬鉻的試樣CO的滲透深度為6.4mm，而添加3%的試樣滲透深度減少至4.1mm

3、金屬鉻在剛玉質耐火材料中的作用機制

由以上試驗結果可見，添加適量的金屬鉻可以顯著改善剛玉質耐火材料的力學性能、抗熱震性和抗渣侵蝕性能。而這些性能的改善與金屬鉻在試樣內的化學反應和微觀組織結構變化由密切聯系。

金屬鉻的熔點為1907℃，在剛玉耐火材料制備和使用過程中為固相。但與剛玉相比，金屬鉻具有良好的塑性，有利于在成型過程中填充剛玉顆粒間的孔隙，提高試樣的生坯，密度。

金屬鉻在空氣氣氛下高于600℃時會發生氧化反應生成Cr2O3。試樣內由部分金屬鉻氧化所產生的適量體積膨脹有利于試樣的致密化燒結。但是，當燒成溫度為1600℃和金屬鉻添加量達到5%時，試樣線膨脹率為1.12%，體積膨脹過多，體積密度開始下降，氣孔增多。有金屬鉻氧化生成的Cr2O3與周圍的AL2O3相互擴散，發生反應形成的固溶體加強了試樣機制與基質以及基質與顆粒之間的連接，減少了顆粒間的空隙，提高了試樣的強度，同時也抑制了熔渣向試樣內部的滲透。