二硼化锆（ZrB₂）由于具有高熔点、高硬度,高导热率等优良性能,是一种性能优异的耐高温材料,具有广泛的应用前景,作为添加剂在耐火材料中主要用于提高抗渣侵蚀性能和含碳材料的抗氧化性能。本课题首先分别研究了铝热法和碳热法制备ZrB₂;将ZrB₂添加到ZrO₂-C耐火材料中部分替代ZrO₂或C制成ZrO₂-C-ZrB₂复合材料,测量了材料的常规力学性能,研究了材料作为浸入式水口渣线材料的抗侵蚀性能,利用XRD和SEM及能谱进行物相分析和显微观察,并分析侵蚀机理;通过综合热分析仪进行材料的等温与非等温氧化动力学研究,建立了等温氧化动力学模型,计算氧化活化能及分析了氧化机理。实验结果表明:1、采用B₄C、C还原法,1550℃保温2h,可得到含量为93.2%的ZrB₂,颗粒尺寸在5-20μm范围内;用硼砂、锆英砂在铝热条件下,1550℃保温2h所得产物中主要物相为ZrB₂、Al₂O₃和ZrO₂,其中ZrB₂的含量最大达到40.0%。2、随ZrB₂替代量的增加,材料的抗渣侵蚀性明显提高。侵蚀机理为ZrB₂氧化后生成的B₂O₃同熔渣中的Al、Si、Ca等元素作用生成低熔点的硼酸盐熔体,包覆在试样表面,阻止了渣的进一步渗透。低碳和无碳的耐火材料试样在高ZrB₂含量下具有最佳的抗渣侵蚀性。3、材料抗氧化性随ZrB₂含量增加而提高,其机理为富含B₂O₃的玻璃相覆盖在石墨表面,堵塞气孔和气体扩散通道。利用等温动力学方程建立材料的氧化动力学模型。分析表明,试样在800℃时的氧化过程仅有化学反应控速阶段和化学反应与气体扩散共同作用的混合控速阶段。900～1100℃的氧化过程为前期是化学反应控速阶段,中期为混合控速阶段,后期为扩散控速阶段。4、采用模式函数法分析复合材料的非等温氧化动力学,得到材料的非等温氧化机理模式为随机成核,表观氧化动力学参数为:E_a=95.703kJ·mol^-1,1gA=8.760min^-1。