为改善镁砂抗水化性能、抗热震性能及抗熔渣渗透性能，在轻烧氧化镁粉中添加1% (质量分数)、2%及3%的TiO2微粉制备镁质复合材料，研究了TiO2含量对材料烧结行为、显微结构及各性能的影响。结果表明：随TiO2添加量增加，游离CaO及部分MgO相继转化为CaTiO3及Mg2TiO4相，且MgO晶粒尺寸增大，样品抗水化性能显著提高。CaTiO3及Mg2TiO4晶间相的形成降低了样品的热膨胀系数，诱导裂纹发生偏转，因此，样品的抗热震性能也随TiO2增加逐步提高。此外，添加1%的TiO2样品，因MgO晶粒增大及高稳定性的CaTiO3晶间相形成，抗渣性能明显提高。然而，进一步增加TiO2，低稳定性的Mg2TiO4晶间相的生成显著降低了样品的抗渣渗透性能。

采用高温固相反应工艺制备n(Ca2+)/n(Co2+)(n为摩尔)共掺杂LaAlO3陶瓷，研究了n(Ca2+)/n(Co2+)掺杂比例对LaAlO3陶瓷［La1-xCaxAl0.8Co0.2O3，0.25≤n(Ca2+)/n(Co2+)≤2.00］红外辐射性能的影响，探讨了LaAlO3陶瓷发射率提高的机理。结果表明，n(Ca2+)/n(Co2+)共掺杂LaAlO3陶瓷具有钙钛矿结构。在0.76~2.50 μm波段，掺杂比例［0.25≤n(Ca2+)/n(Co2+)≤1.00］的增加有助于提升陶瓷的发射率，n(Ca2+)/n(Co2+)=1.00的陶瓷样品(La0.8Ca0.2Al0.8Co0.2O3)有最高的平均发射率(0.87)；在2.50~14.0 μm波段，所有n(Ca2+)/n(Co2+)共掺杂LaAlO3陶瓷的平均发射率普遍高于0.94。发射率提高的原因为：n(Ca2+)/n(Co2+)共掺杂强化了自由载流子吸收、杂质能级吸收和晶格振动吸收。这种高发射红外陶瓷材料有望在热工装备的节能应用领域发挥作用。

铝酸钙水泥的水化行为与物相组成、粉体粒径、水化温度、外加剂等因素密切相关。已有研究发现沸石结构矿物对铝酸钙水泥的水化行为影响显著, 而作用机制有待进一步研究。本文采用XRD、SEM、FTIR、综合热分析以及电导率测试方法, 系统研究了不同养护温度(20 ℃、25 ℃、30 ℃和40 ℃)下合成沸石对铝酸钙水泥水化行为的影响及作用机理。结果表明, 合成沸石对铝酸钙水泥水化行为的影响与不同养护温度下离子浓度有关。在20 ℃养护时, 铝酸钙水泥的溶解程度较低且沸石具有超高的比表面积及离子吸附能力, 离子浓度难以达到饱和, 延长了诱导期, 从而延缓了铝酸钙水泥的水化; 在25~40 ℃养护时, 沸石的微孔结构和超高比表面积为水化产物提供更多成核位点, 进而促进了铝酸钙水泥的水化。此外, 合成沸石的引入有效消除了铝酸钙水泥在25 ℃养护时的异常凝结行为。

在轻烧MgO粉中添加5% (质量分数)、10%、15%及20% m-ZrO2粉，于1 600 ℃条件下制备了MgO-ZrO2耐火骨料，研究了ZrO2含量对材料烧结行为、显微结构、力学性能、热学性能及抗热震性能的影响。结果表明：ZrO2主要弥散分布于方镁石晶界处，抑制了方镁石晶粒异常长大，促进了气孔排出，部分m-ZrO2与MgO发生固溶形成c-ZrO2，活化了方镁石晶格，促进了试样烧结及致密化，但ZrO2超过10%会导致MgO晶界处形成较多微裂纹，使得试样致密度略微降低。添加ZrO2后，方镁石晶粒间结合减弱，试样强度略降低，裂纹扩展方式以沿晶断裂为主，发生偏转及分叉效应，使得试样断裂韧性KIC显著提高。当ZrO2添加量为20%时，试样中MgO晶粒最小，裂纹扩展路径最长，表现出最佳KIC。此外，添加ZrO2虽然会导致试样导热率λ呈下降趋势，但试样KIC明显提高，热膨胀系数α不断降低，试样抗热震性能得到提高。ZrO2添加量5%试样的残余抗折强度及残余抗折强度保持率均最高，表现出最佳的抗热震性能。

分别以均化矾土、多孔莫来石和涂覆玻璃陶瓷涂层的多孔莫来石作为骨料制备3种不同的莫来石-碳化硅材料，研究了莫来石-碳化硅材料1 500 ℃热处理后常温物理性能及1 000 ℃模拟钾蒸气侵蚀条件下的结构与性能变化，并借助热力学分析了玻璃陶瓷涂层影响材料抗碱侵蚀性能的机制。结果表明：相比于以均化矾土为骨料制备的传统莫来石-碳化硅材料，通过直接引入多孔莫来石骨料方式得到的轻量莫来石-碳化硅材料耐压强度变化不大，但其抗碱侵蚀性能明显下降；当多孔莫来石骨料表面涂覆玻璃陶瓷涂层后，玻璃陶瓷涂层在高温下形成的液相促进材料烧结，使骨料与基质结合更为紧密，所制得的具有玻璃陶瓷涂层的轻量莫来石-碳化硅材料强度明显增加；并且玻璃陶瓷涂层可以吸收部分钾蒸气并产生液相，进一步保护多孔莫来石骨料免受碱侵蚀，从而使具有玻璃陶瓷涂层的轻量莫来石-碳化硅材料的抗碱侵蚀性能优于传统莫来石-碳化硅材料。