更新时间：2023-08-14 19:45
尖晶石指的是相同结构的一类矿物，化学通式可表示为AO·R2O3，其中A代表二价元素离子，可以是Mg2+ 、Fe2+等；R为三价元素，可以是Al3+、Fe3+、Cr3+等。它们大部分都以同晶型固溶体的形式存在，所有尖晶石借晶格膨胀形成固溶体，尖品石耐火材料按其所用的原料及其组成可分为铬砖、铬镁砖、镁铬砖、镁铝尖晶石耐火材料。它是一类重要的中性或羽破性耐火材料，广泛地用于高温工业窑炉、平炉、电炉、钢包、炉外精练，水泥回转窑、玻璃窑蓄热室、炼铜炉等。
尖晶石是指结构上基本相同的类矿物，这些相同矿物都以相同的晶型固溶体的形式存在，天然的尖晶石很少见，工业化生产使用的尖晶石全部是人工合成的产品，此类耐火材料属于中高档的耐火材料。炼钢常用的主要是镁铝尖晶石耐火材料和镁铬砖，铬镁砖是炼钢过程中较为理想的耐火材料之一。按照Bartha的分类方法，尖晶石耐火材料可以分为以下三类:
(1) Al2O3的质量分数小于30%的，称作方镁石-尖晶石耐火材料。
(2) Al2O3的质量分数在30%~68%之间的，称作尖晶石-方镁石耐火材料。
(3) Al2O3的质量分数在68%~73%之间的，称作尖晶石耐火材料。
(1)两步法煅烧制备。第一步，在1100~1140℃煅烧原料，合成活性尖晶石粉；第二步，经过重新粉碎、研磨、成型和烧结，得到致密的烧结体。
(2)湿化学法。采用湿化学方法，如氢氧化物共同沉淀法、碱土金属无机盐或有机盐的溶胶-凝胶法喷雾干燥法和冷冻干燥法等，可成功制备高纯尖晶石粉末。
(3)高能球磨法。高能球磨法最初用来制备纳米材料，随着研究的不断深人，现被用来合成尖晶石材料。利用机械能直接参与或引发化学反应是一种新思路。高能球磨后，材料的比表面积增大，晶格发生畸变，表面会产生许多破键，使粉末内部存储大量的变形能和表面能。这样，一方面可降低烧结温度，另一方面，由于长时间粉磨，会促使非晶态物质的形成。
钢水精炼过程中使用的尖晶石耐火材料主要分为尖晶石砖和尖晶石浇注料两种。在显微结构上，尖晶石矿物均匀地分布在方镁石中，晶体尺寸在5~20μm之间，故镁铝尖晶石砖的热震稳定性和抗渣性较好。
理想的尖晶石的成分为：Al2O38%~20%，CaO0.5%~1.0%，Fe2O30.2%~0. 8%，SiO2<0.4%，BO等碱性杂质<0.3%，其余的成分为MgO。在这些合适的范围内，当加入ZnO时，其热震稳定性提高，8次热循环后(从1000℃高温中取出，放入空气中骤冷)，强度几乎不变，仍在200MPa以上，同时抗渣性也表现较好。国外学者研究了Al2O3含量分别为47%和69%的富镁、富铝尖晶石抗CaO-AlO3-SiO2渣的侵蚀性，结果表明：富镁尖晶石有较好的抗渣侵蚀性，在渣和耐火材料界面上生成的MgO(Al，Fe)2O3复合尖晶石层的量与尖晶石中的氧化镁含量成正比，它抑制了渣的直接侵蚀；富铝尖晶石有良好的抗渣渗透性，耐火材料中的氧化铝和渣中的氧化钙反应，在钢渣-耐火材料界面上生成CaO-Al2O3化合物，可以抑制渣的渗透，尤其是高碱度炉渣的渗透。
还有的学者在高铝尖晶石和铝镁浇注料的抗渣试验中发现，Al2O3-MgO浇注料中原位生成的尖晶石吸收渣中氧化铁和氧化钙的能力是合成尖晶石的4倍左右。由于原位尖晶石较细，分散均匀，且生成二次尖晶石时伴随体积膨胀，所以在整体膨胀受约束的状态下，材料的结构较为致密，提高了耐火材料的抗渣性。
尖晶石粒度也影响浇注料的抗渣性。在铝尖晶石浇注料中，对高碱度渣，尖晶石颗粒加入量较多的浇注料的抗侵蚀性好；对低碱度渣，尖晶石细粉加入量较多的浇注料的抗侵蚀性和抗渗透性均较好。钢包使用的尖晶石浇注料一般使用高模数的水玻璃作为结合剂。在尖晶石砖的制品中，如果尖晶石砖中Al2O3< 8%时，尖晶石晶体含量少，晶间结合以方镁石与方镁石结合为主体，制品出现抗剥落性差的镁砖的特点；Al2O3>20%时，砖的抗侵蚀性能将会下降。
镁铝尖晶石(也称尖晶石)的化学式为MgO。Al2O3含MgO 28.3%， Al2O371.7%熔点2135℃，镁铝尖晶石与镁铬砖相比，主要优点是对还原气氛、游离CO2、游离SO2/SO3及游高K2O/Na2O的抗侵蚀性强，以及具有较好的热振稳定性与耐磨性。尖品石质耐火材料可分为三类：方镁石-尖晶石耐火材料，Al2O3含量<30%；尖晶石一方镁石耐火材料，Al2O3含量为30%~68% ；尖晶石耐火材料，Al2O3含量为68%~73%。