熔融鋁對(duì)硅酸鋁耐火材料的侵蝕，例如在熔鋁爐和保溫爐中，通常導(dǎo)致在耐火材料形成氧化鋁的沉積物。有堿存在，以及在還原氣氛下，侵蝕程度加大。這與氧化鋁磚變成鋁酸鈉有關(guān)，在還原氣氛下，鋁酸鈉的生成動(dòng)力學(xué)提高，促使生成氮化鋁。在熔煉爐和保溫爐內(nèi)，堿可能來(lái)源于金屬爐料中。

煉鋁爐和保溫爐中，硅酸鋁耐火材料與液態(tài)鋁接觸，通常導(dǎo)致形成主要含氧化鋁的粘結(jié)的界面沉積物，這種氧化鋁其大多數(shù)是鋁與耐火材料中氧化物，特別是與二氧化硅反應(yīng)的結(jié)果，反應(yīng)式如下

4AL+3SiO₂→2AL₂O₃+3Si

出現(xiàn)沉積物后反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)迅速減少。得出結(jié)論這種沉積物成為一種屏障，阻止鋁滲入到耐火材料內(nèi)，如果在還原氣氛下和堿存在時(shí)會(huì)提高這種沉積物的動(dòng)力學(xué)。堿性氧化物鈉的來(lái)源有兩個(gè)；電解槽生產(chǎn)的鋁錠中或耐火材料內(nèi)，在后者情況下，尚不能確定Na₂O活潑的存在，另一方面，尚未對(duì)還原氣氛的有關(guān)方面作出解釋。

此次主要實(shí)驗(yàn)堿和還原氣氛對(duì)硅酸鋁耐火材料受鋁侵蝕時(shí)引起的反應(yīng)，以及測(cè)定對(duì)以氟化鋁（ALF₃）作為浸潤(rùn)劑的高鋁澆注料是（70%AL₂O₃）受到這種侵蝕，在耐火材料中存在堿時(shí)可能引起的作用，這種產(chǎn)品是非浸潤(rùn)添加劑的不定形耐火材料的代表，在工業(yè)上用作鋁保溫爐和煉鋁爐爐襯。

根據(jù)鋁保溫爐和煉鋁爐的操作溫度，決定試驗(yàn)溫度，在與金屬接觸之處溫度達(dá)850℃，火焰輻射的部位溫度達(dá)1200℃~1500℃，以氟化鋁（ALF₃）作為非浸潤(rùn)劑的工業(yè)高鋁耐火澆注料進(jìn)行侵蝕實(shí)驗(yàn)說(shuō)明，推論出有關(guān)鋁引起的侵蝕以及耐火材料中含有堿性氧化物的作用。

看起來(lái)，特別是在還原氣氛存在時(shí)，β氧化鋁是與液相鋁接觸的耐火材料中的活潑相。從熱力學(xué)的觀點(diǎn)看，β氧化鋁對(duì)液相鋁的作用導(dǎo)致生成金屬鈉，其反應(yīng)式如下：

6NaAL₁₁O₁₇+2AL→6Na+34AL₂O₃  （2）

當(dāng)氧分壓高于10^-19atm時(shí)，鋁溶液中（aNa~0.1）產(chǎn)生的金屬鈉會(huì)被氧化，起反應(yīng)如下：

2Na+1/2O2→Na2O  （3）

當(dāng)氧分壓低于10^-19atm時(shí)，Na2O的存在必定與耐火氧化物（特別在二氧化硅中）對(duì)金屬鈉的作用有關(guān)，其反應(yīng)式如下:

4Na+SiO2→2Na2O+Si  （4）

另一方面，在ALF₃存在的情況下，也可能生產(chǎn)金屬鈉，其反應(yīng)式如下：

6NaAL₁₁O₁₇+2ALF₃→6NaF+34AL₂O₃  （5）

3NaF+AL→3Na+ALF₃   （6）

通過(guò)分析當(dāng)溫度高于888℃的液態(tài)電解質(zhì)存在時(shí)，反應(yīng)式（5）和反應(yīng)式（6）能生產(chǎn)金屬鈉，這有利于反應(yīng)物之間的相互交換，在這樣的條件下，能夠預(yù)期得到較高的Na2O生成動(dòng)力學(xué)，因此若后者含有ALF₃作為非浸潤(rùn)劑，則鋁就較快低侵蝕耐火材料。界面沉積物主要含有剛玉（a-AL2O3）而且也包含鋁（AL）和氮化鋁（ALN）。認(rèn)為沉積物中出現(xiàn)的氮化鋁可能參與了這種侵蝕過(guò)程。氮化鋁這種參與同空氣和氮?dú)庵袖X和碳酸鈉之間所得到的反應(yīng)產(chǎn)物的分析情況是一致的。經(jīng)鑒定900℃時(shí)所得到的主要反應(yīng)產(chǎn)物是一鋁酸鈉（NaALO₂），它以水化物的形式存在（NaALO₂·3H₂O），一鋁酸鈉的比重為2.69g/cm³，而氧化鋁為3.96g/cm³，因此起保護(hù)性的鋁沉積物肯呢過(guò)轉(zhuǎn)化成鋁酸鈉時(shí)，應(yīng)該伴隨有體積的增加。體積的增加利于產(chǎn)生裂紋，這有利于鋁的滲透因而耐火材料易受侵蝕。