无碱玻璃纤维行业的迅速发展对玻璃窑用耐火材料提出了更高的要求,要求耐火材料不能对玻璃液造成污染以及形成条纹、结石等结构缺陷。与此同时,《绿色制造2025》、“碳达峰、碳中和”等政策的实施要求耐火材料在服役过程中降低能耗,节约能源。因此,制备一种降低能耗,满足服役条件,服役寿命较长且不污染玻璃液的耐火材料有重要的实际意义。锆英石质耐火材料因具有优异抗玻璃液侵蚀性能、不污染玻璃熔液,不引起条纹和结石以及优异的抗热震性能而被广泛应用于无碱纤维玻璃窑中,但是锆英石不易致密化以及在高温下的分解反应会影响其服役性能以及服役寿命。针对上述问题,本课题选取天然锆英石为基本原料,主要的研究工作包括:探究锆英石分解反应机理,利用热力学以及动力学模型建立锆英石分解反应动力学模型,并探究分解过程与锆英石烧结致密化过程之间的相互关系;探究氧化物对锆英石分解反应过程及后续引起的显微结构的演变;通过造粒法制备一种球形度较高的具有核-壳双层结构的锆英石骨料,探究烧结添加剂对骨料性能的影响;利用锆英石球形骨料以及锆英石细粉通过不同成型方式制备锆英石质耐火材料,并探究其性能的演变以及与玻璃纤维熔液之间的相互反应。研究结论如下:（1）天然锆英石的分解反应分为两个阶段。第一阶段分解反应发生的温度在1200-1400°C间,此时的分解反应属于界面反应,机理方程为g（x）=1-（1-α）1/3,式中α为转化率,杂质以及液相是锆英石发生分解的主要驱动力;第二阶段分解反应的发生的温度区间在1400°C以上,此时的分解反应属于扩散控制反应,机理方程为g（x）=（1-2/3α）-（1-α）2/3,式中α为转化率,温度是锆英石此时发生分解的主要驱动力。同时,锆英石在高温下的分解反应以及降温过程中的逆反应引起体积的膨胀以及收缩会在原本的晶粒位置生成气孔,造成试样致密度的下降。（2）CaO和MnO在锆英石分解反应第一阶段主要通过生成液相的方式加速锆英石分解速率,而在高温阶段Mn O则促进锆英石晶粒长大,而Ca O的添加进一步增加液相的生成从而加速锆英石的分解。Mg O、Ti O2以及Al2O3对于第一阶段的锆英石分解反应的影响较小,在锆英石分解反应第二阶段则以固相反应的方式促进锆英石的分解反应的发生,但固相反应能够填补部分因分解反应生成的气孔。Cr2O3和锆英石之间并无反应的生成,既不会反应生成化合物也不会生成固溶体,反而会作为晶格长大抑制剂阻碍锆英石晶粒长大的过程。（3）通过造粒法并以羧甲基纤维素作为结合系统制备了具有双层核-壳结构的锆英石球形骨料。双层结构的产生是因为造粒法造成的骨料内外部毛细管力的差异以及锆英石自身原料烧结特性所形成的。此外,γ-Al2O3与Si O2反应的活化能明显较高,在体系中生成较多的莫来石相,且Na2O含量越高,高温下液相量更高,黏度相对较低,加速渗透偏析行为,致使莫来石的形成,从而改进锆英石球形骨料的性能。当γ-Al2O3的添加量为3 wt%,锆英石球形骨料具有最优的性能。（4）分别采用机压、等静压技术以及凝胶注模工艺制备了锆英石质耐火材料。虽然通过等静压和凝胶注模工艺所制备的耐火材料的显气孔率接近,但是因凝胶注模工艺制备的锆英石质耐火材料内部仍存有部分闭气孔没有排出而导致体积密度较低。通过添加锆英石球形骨料并通过等静压成型的锆英石质耐火材料具有最优的物理性能,显气孔率为15.6%,体积密度为3.91 g/cm~3,耐压强度为188.9 MPa。同时,锆英石球形骨料的引入能够明显增强抗无碱玻璃纤维渗透能力。