耐火材料，是指凡物理化學(xué)性質(zhì)允許其在高溫環(huán)境下使用的無機(jī)非金屬材料。各國的規(guī)定不同,，但其基本概念是相同的，即耐火材料是用作高溫窯爐等熱工設(shè)備的結(jié)構(gòu)材料以及工業(yè)用高溫容器和部件的材料,，并能承受相應(yīng)的物理化學(xué)變化及機(jī)械作用,。無論對于冶金、建材等傳統(tǒng)工業(yè),，還是航空航天,、新能源材料，許多過程都是在高溫下進(jìn)行的,，只要有高溫就離不開耐火材料,。高溫工業(yè)的發(fā)展，與耐火材料的發(fā)展密切相關(guān),，其技術(shù)進(jìn)步無一例外地都依賴于優(yōu)質(zhì)耐火材料的研發(fā),。

隨著低碳經(jīng)濟(jì)時代的來臨，耐火材料對于節(jié)能減排所起到的作用日益凸顯,。新能源材料的生產(chǎn)也對耐火材料提出了新的要求,。與此同時，隨著人類社會的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,，對于耐火材料的要求越來越高,，不僅要求長壽，而且要求其具有一定的功能化,。耐火材料屬于廣義的陶瓷材料的范疇,，是多組成、多粒徑的非均質(zhì)材料,，在其制備過程中會發(fā)生分解,、固相反應(yīng)等一系列化學(xué)變化，使其達(dá)到滿足使用要求的物理化學(xué)性能,，在其使用過程中會和環(huán)境中的氣,、液、固發(fā)生化學(xué)反應(yīng),，產(chǎn)生蝕損,，導(dǎo)致其損毀,，因此是典型的熱化學(xué)反應(yīng)過程，從工程科學(xué)角度來說屬于工程熱化學(xué)領(lǐng)域的重要構(gòu)成,。

作為工程熱化學(xué)的重要技術(shù)領(lǐng)域,，在“雙碳”目標(biāo)下，關(guān)注耐火材料生產(chǎn)和服役過程中包括分解,、還原,、合成、侵蝕等熱化學(xué)反應(yīng)的科學(xué)創(chuàng)新和技術(shù)升級及變革,，對于材料創(chuàng)制和高溫過程低碳化所具有的意義更加凸顯和緊迫,。

耐火材料發(fā)展歷程自從人類開始用火，就有了耐火材料,。耐火材料的發(fā)展與人類文明是共同進(jìn)步的,。早在公元前10000—公元前8000年，人類便開始用黏土做耐火材料,。原始陶器和瓷器等日用器具,、青銅器生產(chǎn)、 兵器的鑄造促進(jìn)了耐火材料的生產(chǎn)和使用,，但仍然局限于就地取材,，或者說大部分時候是就地取材。在中國考古發(fā)現(xiàn)的一些灶臺,、青銅鑄造遺址發(fā)現(xiàn)的陶范等都是早期的耐火材料,，這種耐火材料十分粗糙，從現(xiàn)代定義來看,，很難稱為耐火材料,，但事實上卻是耐火材料的肇始。雖然當(dāng)時并沒有耐火材料的概念,，但是有經(jīng)驗的人員（如煉丹道士,、工匠）可能根據(jù)經(jīng)驗得出了冶煉爐子材料制備的三個必要條件：①耐高溫，不熔化,；②不和礦石（如鐵礦石,、銅礦石等）反應(yīng)；③有一定的力學(xué)強度,，加壓時不易被破壞,。雖然沒有科學(xué)理論支持,，但已經(jīng)具有了樸素的熱化學(xué)反應(yīng)概念,。

約在春秋戰(zhàn)國時期，即公元前5世紀(jì),，出現(xiàn)了鐵器,，隨著鐵器的逐漸普及,，耐火材料的選擇和使用逐漸形成了一套經(jīng)驗。河南鞏縣鐵生溝遺址出土的耐火磚氧化硅含量為61.16%~70.57%,，氧化鋁 含量為 12.94%~15.81%,，氧化鐵的含量為 4.35%~ 6.14%，耐火度在1240~1330℃之間,，是我國經(jīng)考古發(fā)掘的最早含煤,、黏土和石英砂的耐火材料。 河南南陽瓦房莊也出土了成分類似且經(jīng)過燒制的耐火磚,，說明當(dāng)時耐火材料的生產(chǎn)已經(jīng)有了相當(dāng)高的水平,，可能已經(jīng)實現(xiàn)了規(guī)模化制造,。在相當(dāng)長的時間內(nèi)耐火材料以黏土質(zhì)和硅質(zhì)為主,，采用高含量二氧化硅的酸性耐火材料和古代高爐渣偏酸性是相適應(yīng)的。值得注意的是,，古代已經(jīng)出現(xiàn)了在現(xiàn)在所謂碳復(fù)合耐火材料的雛形,，比如在河南滎陽煉鐵遺址發(fā)現(xiàn)的耐火材料和洛陽出土的坩堝中，發(fā)現(xiàn)碳 量比較高,，這可能是有意識加入的木炭或煤,，借此提高耐火材料的耐火度和化學(xué)穩(wěn)定性�,？傮w而言,，18世紀(jì)前耐火材料的研究和應(yīng)用仍然處于熱化學(xué)經(jīng)驗應(yīng)用階段。