抗熱震性描述耐火材料承受溫度驟變而不致發(fā)生損毀的能力，是評價耐火材料高溫使用效果的一項重要指標。在溫度經(jīng)常急驟變化的作業(yè)條件下使用的耐火材料，其抗熱震性的好壞往往是決定其使用壽命的主導(dǎo)因素。所以提高耐火材料的抗熱震性，一直是耐火材料科技工作者努力追求的一個目標。
耐火材料是非均質(zhì)的脆性材料，與金屬制品相比，由于它的熱膨脹率較大，熱導(dǎo)率和彈性較小，以及抗張強度低等，抗熱應(yīng)力而不破壞的能力差，導(dǎo)致其抗熱震性能較低。材料的熱震破壞可分為兩大類：一類是瞬時斷裂，稱為熱沖擊斷裂；另一類是在熱沖擊循環(huán)作用下，先出現(xiàn)開裂，剝落，然后碎裂和變質(zhì)，終至整體損壞，稱為熱震損傷。
耐火材料在高溫環(huán)境中使用時需承受頻繁的熱沖擊，其抗熱沖擊的能力直接影響其使用壽命。采取增韌增強的方法，設(shè)置裂紋擴展過程中附加能量損耗機制或者增加裂紋擴展勢壘，可以提高耐火材料斷裂能和斷裂韌性，從而改善材料的抗熱震性能。一般地改善途徑有熱膨脹系數(shù)失配、納米增韌、纖維晶須增強、原位生長自增強增韌、相變增韌等。在這里主要介紹提高材料抗熱震性能的措施之一：熱膨脹系數(shù)失配。
熱膨脹系數(shù)失配是指材料的基質(zhì)相與顆粒相兩者的熱膨脹系數(shù)不同，在材料熱處理時，由于熱膨脹系數(shù)的不匹配，冷卻時在材料內(nèi)部尤其是基質(zhì)相與顆粒相的界面處產(chǎn)生熱應(yīng)力，從而存在一個殘余應(yīng)力場，這個局部應(yīng)力場的存在對材料的一系列性能尤其是熱學性能造成各種影響。如果可膨脹系數(shù)失配較大，則熱應(yīng)力場將導(dǎo)致顯微裂紋的產(chǎn)生。顯微裂紋又與顆粒的尺寸有關(guān)，只有顆粒的尺寸較大時，才能產(chǎn)生較大的顯微裂紋，同時裂紋偏轉(zhuǎn)的路徑增大，裂紋擴展阻力增大，消耗的斷裂能也增多。顯微裂紋的存在有助于提高材料的斷裂表面能。因為這些裂紋能吸收彈性應(yīng)變能，使得驅(qū)動主裂紋擴展的能量降低，從而提高了材料的斷裂表面能。而根據(jù)顆粒與基體之間熱膨脹系數(shù)差的不同，裂紋擴展的路徑也有所不同，而是首先偏離原來的方向，環(huán)繞顆粒擴展，使得裂紋在基體中的擴展路徑加長：在裂紋擴展過程中，外加應(yīng)力的作用使得在擴展中的裂紋的尖端附件出現(xiàn)裂紋區(qū)，而裂紋區(qū)的存在，能吸收部分擴展的能量，提高材料的抗熱震性能：當裂紋將朝向原裂紋方向的顆粒直接擴展，裂紋擴展到達顆粒與基體之間的界面處時，如果外加應(yīng)力不再增加，則裂紋在此終止，如果外加應(yīng)力增加，則裂紋擴展可能穿過顆粒導(dǎo)致顆粒開裂，也有可能沿顆粒與基體之間的界面進行擴展。
