SHS法制备耐火材料的基本原理。SHS技术制备耐火材料是以具有还原阶段的SHS反应(主要是铝热反应)为基础的,铝热反应是氧化还原过程,通常是点燃后放出巨大的热量而使反应能自我维持,这一特征使得铝热反应的能量利用率高,使之在耐火材料和陶瓷制备中的应用成为可能。用SHS技术制备耐火材料,必须考虑参与SHS反应的反应混合物是否容易获得,反应混合物的成本、反应产物的熔点是否满足耐火材料的要求。
在耐火材料制备方面所涉及的SHS技术,都是以具有还原阶段的SHS反应为基础的,其原料组成如下:原料组成发热材料发热剂,如Al、Mg及其合金供氧剂,如Cr2O3、Fe2O3和空气中的氧气等。骨料添加剂,如CaF2、SiO2等。在材料的原料组成中,除了骨料和参与SHS反应的发热材料外,其他物质都称为添加剂。添加剂的作用是在合成材料过程中改善燃烧特征、调整产物相的结构和组成等。添加剂种类不同,在SHS反应过程中所起的作用也各不相同。
用于SHS耐火材料的主要添加剂有:各种高熔点氧化物(如SiO2、MgO、Al2O3等),菱镁石、白云石、铬铁矿、耐火材料废料、含碳组分和碳化物及碱金属和碱土金属盐、金属氮化物等。在SHS耐火材料中采用的具有还原阶段的自蔓延反应都是铝热反应。铝热反应一词*早由Goldschmidt于1908年创造,用来描述铝与金属氧化物之间所发生的高放热的氧化还原反应。