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。

开发高发射率红外辐射材料是高温窑炉节能的重要方向。本工作采用高温固相反应工艺制备Ni2+掺杂MgCr2O4材料，研究了Ni2+掺杂量摩尔分数对MgCr2O4材料红外辐射性能的影响，探讨了影响MgCr2O4材料红外发射率的机理。结果表明，Ni2+能掺杂进入MgCr2O4材料晶格，所制备的Mg1-xNixCr2O4 (0.1≤x≤0.5)材料产生了晶格畸变，少量Ni2+价态发生转变；同时，随着Ni2+掺杂量增加，氧空位浓度的增大，禁带宽度减小，所制备材料在近中红外波段的发射率均有提高。x=0.5的材料(Mg0.5Ni0.5Cr2O4)在近红外波段(0.8～2.5 μm)的平均发射率达到0.88，较未掺杂样品提升了167%。Ni2+掺杂强化了晶格振动吸收、自由载流子吸收和杂质能级吸收，提升了MgCr2O4材料在近中红外波段的红外发射率。

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。

针对多孔介质高温燃烧用碳化硅多孔陶瓷因高温氧化导致抗热震性能以及辐射效率衰减等问题，首先采用有机泡沫浸渍法制备碳化硅素坯，经低温预烧、真空浸渍含Mg(OH)2、单质Si和α-Al2O3浆料，经过原位反应烧结在碳化硅骨架表面构筑含堇青石红外辐射涂层的碳化硅多孔陶瓷。结果表明：真空浸渍浆料能在碳化硅骨架表面涂覆连续涂层的同时，能完全填充骨架的三角孔洞，经1 350 ℃烧结成功制备了具有堇青石涂层、碳化硅骨架中间层、堇青石填充层的3层结构碳化硅多孔陶瓷。3层结构的形成显著提高了碳化硅多孔陶瓷力学性能及抗热震性能以及高温抗湿氧化能力，碳化硅多孔陶瓷在1?350 ℃热处理后耐压强度达到1.18 MPa、残余强度保持率达67%；碳化硅多孔陶瓷中3层结构孔筋表面堇青石红外辐射涂层的形成，强化了碳化硅多孔介质燃烧器辐射换热过程和燃烧效率，将燃烧器表面温度提高约140 ℃，并显著降低了燃烧器中CO、NOx等污染物的排放量。

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。