各種硅鋁質耐火材料在堿金屬的作用下，破損膨脹程度有顯著的差異，即剛玉比較抗堿金屬的侵蝕，體積變化最小，高鋁磚莫來石成分破損膨脹最為嚴重，粘土磚介乎二者之間。但在

高溫和高堿金屬濃度下不存在絕對抗堿金屬侵蝕的硅鋁質耐火材料。

為什么剛玉磚比較抗堿金屬侵蝕，莫來石最不抗堿，粘土磚介乎二者之間呢？為了澄清這一問題，首先需要分析堿金屬的破壞現象有哪些？

1. 堿金屬損壞鋁硅質耐火材料往往伴隨體積膨脹，而且剛玉堿膨脹少，莫來石磚堿膨脹多，粘土磚介乎二者之間。

2. 這種堿金屬的破損作用伴隨著爐內生產時候的煙碳沉析，當高溫爐內耐火材料失去強度的時候，往往有堿金屬、鋅和煙碳共存，并在完全沒有新生態氧化物的催化作用下，在爐內下部1200℃的高溫區內仍有煙碳沉析，這絕不是反應所致，當停爐后檢測爐襯耐火材料的成分分析如下：

可見堿金屬的變化隨著C含量的增加沉析也多，由此可以推斷，有下列反應存在：

2K+CO=K2O+C

反應的溫度應在815℃以下。實際上，由于反應生成的新生態K2O非常活潑，它能立即與耐火磚中的AL2O3和SiO2反應，這樣就使得反應式的溫度區間更大，這一反應表明，堿金屬破損硅鋁質耐火材料，是由于CO和鉀蒸汽同時進入磚縫或空隙內進行反應的結果，它理所當然地會伴隨煙碳的沉析。

1. 堿金屬使得硅鋁質耐火材料膨脹的反應產物是白榴石、鉀霞石、β-剛玉，以及沉析煙碳，為了了解堿金屬破損硅鋁質耐火材料的反應產物，我們就K2CO3對各種硅鋁質耐火材料反應后的試樣進行了礦物實驗，發現反應產物中確有K2O·AL2O3·4SiO2（白榴石）、K2O·AL2O3·2SiO2（鉀霞石）、以及β-AL2O3（鉀剛玉）存在，根據以上分析，有充分理由寫出下列反應過程：

6K+3CO+3AL2O3·2SiO2+10SiO2=3（K2O·AL2O3·4SiO2）+3C 體積膨脹+30.8%

對于含SiO2少的高鋁磚

6K+3CO+3AL2O3·2SiO2+4SiO2=3（K2O·AL2O3·2SiO2）+3C 體積膨脹+50.7%

對于剛玉

2K+CO+11AL2O3=K2O·11AL2O3+C 體積膨脹+29.85%

這些反應安全能夠解釋上述中中現象，即堿金屬破壞硅鋁質耐火材料伴隨碳素沉積，并能形成上述堿金屬的硅鋁酸鹽和β-剛玉，由此引起硅鋁質耐火材料異常膨脹。