میزان تخلخل دیرگدازها یکی از ویژگی‌های اساسی سرامیک‌هاست که توسط ترکیب شیمیایی مشخص می‌شود. عوامل متعددی بر روی این ویژگی تأثیر می‌گذارند از جمله مواد خام مورد استفاده، اندازه و تطابق ذرات، مقدار رطوبت در زمان تحت تنش، فشار فشرده‌سازی، دما و زمان حرارت‌دهی، اتمسفر کوره، و نرخ انجماد. برای طبقه‌بندی صحیح سرامیک‌ها، توجه به این عوامل اساسی ضروری است.
نسوزها به طور گسترده‌ای در انواع مختلف وسیعی از چگالی‌ها تولید می‌شوند. تخلخل کمتر نسوزها معمولاً هدایت گرمایی بیشتری نسبت به نسوزهایی که تخلخل بیشتری دارند، دارند. با این حال، باید توجه داشت که در دماهای بالا و در معرض حرارت مستقیم، مواد با تخلخل زیاد ممکن است انقباض داشته باشند و عملکرد مناسبی از خود نشان ندهند. بنابراین، مواد با تخلخل کم در نواحی گرم‌تر مورد استفاده قرار می‌گیرند، در حالی که نسوزهای با تخلخل بالاتر به عنوان پشتیبانی حرارتی استفاده می‌شوند.
شرایط استفاده از نسوزها، نوع مواد و اتمسفر در تماس با نسوز را مشخص می‌کند. به عنوان مثال، در تولید فولاد، مواد نسوز پایه معمولاً استفاده می‌شوند؛ زیرا این مواد معمولاً با سرباره در تماس بوده که دارای اکسیدهای کلسیم و منیزیم است. استفاده از نسوزهای اسیدی ممکن است باعث فرسایش آنها در اثر تماس با سرباره شود. همچنین، نسوزهای گرافیتی ممکن است عدم حضور اکسیژن و خلاءهای با دماهای بسیار بالا را تحمل کنند، اما در حضور اکسیژن، احتمال تصعید آنها در دماهای کمتر از هزار درجه سانتیگراد وجود دارد.
خواص سرامیک‌ها و مواد سرامیکی نقش بسیار مهمی در توسعه، بهبود، کنترل کیفیت، و انتخاب پوشش‌های سرامیکی برای فرآیندهای با دماهای بالا ایفا می‌کنند. در واقع، این خواص، عوامل کلیدی برای پیش‌بینی عملکرد پوشش‌های سرامیکی می‌باشند. مهندسان سرامیک، طراحان تجهیزات فرآیند، و کاربران سرامیک‌ها و مواد سرامیکی، اغلب با استفاده از این خواص، پوشش‌های سرامیکی را انتخاب و بهبود می‌بخشند. خواصی مانند سازگاری با محیط فرآیند، حفاظت حرارتی، و پایداری مکانیکی از اهمیت بالایی برخوردارند.
انتخاب مناسب پوشش‌های سرامیکی، باید با نیازهای سرویسی که برای آنها استفاده می‌شود، هماهنگ باشد. همچنین، این خواص در انتخاب و بهبود پوشش‌های سرامیکی در طول تولید، نگهداری، و حمل و نقل نیز اهمیت دارند. استانداردهای ملی و بین‌المللی متعددی وجود دارند که خواص مختلف سرامیک‌ها و روش‌های آزمون آنها را تعریف می‌کنند.
در انتخاب پوشش کوره، دانش دقیق در مورد خواص مواد سرامیکی و تنش‌هایی که مواد در طول خدمت تحمل می‌کنند، بسیار حیاتی است. از آنجا که تحقق مقادیر ایده‌آل برای هر خواص غیرممکن است، مواد سرامیکی باید بر اساس مهم‌ترین نیازهای سرویس انتخاب شوند. خواص مهمی که به راحتی می‌توان آنها را تعیین کرد، شامل ترکیب شیمیایی، چگالی جمعی، میزان تخلخل دیرگدازها (ظاهری)، گرانروی ظاهری، و مقاومت در دمای محیط می‌باشند.
این خواص معمولاً در فرآیند تولید و کنترل کیفیت به عنوان معیارها مورد استفاده قرار می‌گیرند. ترکیب شیمیایی به عنوان عاملی اساسی برای طبقه‌بندی سرامیک‌ها استفاده می‌شود. چگالی، میزان تخلخل دیرگدازها و مقاومت حرارتی این مواد تحت تأثیر عوامل متعددی قرار می‌گیرند، از جمله این عوامل می‌توان به نوع و کیفیت مواد خام، اندازه و تطابق ذرات، محتوای رطوبت در زمان تحت تنش، فشار فشرده‌سازی، دما و مدت زمان حرارت‌دهی، اتمسفر کوره، و نرخ انجماد اشاره کرد.
مقاومت مکانیکی سرامیک‌ها بیشترین تأثیر را از طریق استحکام بین دانه‌های بزرگ دریافت می‌کند. در دمای محیط، مقاومت فشاری معمولاً به طور قابل توجهی بیشتر از مقاومت کششی است. به عنوان مثال، دیرگدازهای خاک نسوز یا ۵۰٪ آلومینا ممکن است شامل ماده شیشه‌ای در فاز اتصال باشند. ماده شیشه‌ای، سختی کمتری در برابر فشار دارد، اما در برابر کشش به راحتی شکسته می‌شود. مقاومت در دمای اتاق دیرگدازها، یک نشانگر مهم برای تحمل سایش و ضربه در برنامه‌های با دمای پایین است و همچنین برای تحمل جابجایی و حمل و نقل اهمیت دارد. خواص مهم دیگری که در دمای محیط تعیین می‌شوند، شامل میزان تخلخل دیرگدازها، نفوذپذیری و توزیع اندازه منافذ است.
تنش‌های مکانیکی – خواص مرتبط با تنش‌های مکانیکی به اهمیت بالایی برخوردار هستند زیرا تعیین کننده مقاومت دیرگدازها در شرایط خدمت مختلف می‌باشند. خواص مهم سرامیکی برای تنش‌های مکانیکی شامل مدول الاستیسیته در دمای پایین و مدول کرنش شدید، مقاومت فشاری، مقاومت به سایش، میزان تخلخل دیرگدازها و چگالی است.
خواص سرامیک‌ها در دماهای بالا خصوصیات مهمی را نشان می‌دهند، همانطور که بسیاری از مواد ساختاری دیگر نیز این ویژگی را دارند. بیشتر دیرگدازها دارای دو مرحله اصلی خمیر شدگی هستند. در مرحله اول یا خمیر شدگی اولیه، نرخ کشش به تدریج کاهش می‌یابد و در مرحله دوم، نرخ کشش ثابت می‌ماند. در دماهای بسیار بالا، گاهی اوقات منطقه خمیر شدگی سومی شکل می‌گیرد که در آن نرخ کشش افزایش می‌یابد و ممکن است به شکست منجر شود. این مراحل عمدتاً در مدت کوتاهی اتفاق می‌افتد، بنابراین، خمیر شدگی ثانویه برای سرامیک‌ها اهمیت بیشتری دارد.
رفتار خمیر شدگی آجرهای سرامیکی تنها به شیمی محصول پیش‌بینی نمی‌شود، بلکه عواملی مانند شیمی فاز پیوندزنی و دمای حرارت‌دهی نیز تأثیر دارند. اندازه ذرات ماده و میزان تخلخل دیرگدازها نیز بر رفتار خمیر شدگی تأثیر دارند، به طوری که استفاده از ذرات بزرگتر و میزان تخلخل کمتر می‌تواند مقاومت به خمیر شدگی بهتری را فراهم کند. ویژگی‌های محصولات سرامیکی به طور معمول به ساختار منافذ مربوط می‌شوند که ابعاد و توزیع آنها از نظر اندازه، سطح ویژه و غیره مشخص می‌شود. در کل، میزان تخلخل دیرگدازها به طور کلی کم است و تخلخل ظاهری در استانداردها تأکید شده است. بررسی‌هایی از محصولات نسوز نشان می‌دهد که میزان تخلخل دیرگدازها برای محصولات آلومینوسیلیکاتی تجاری حدود ۱-۵٪ است و با تخلخل ظاهری متناسب نیست.
میزان تخلخل دیرگدازها در محصولات سرامیکی، به ویژه در مواد مگنزیت و سیلیسیم، به طور قابل توجهی کمتر از خاک نسوز است. به عنوان مثال، در کارخانه سیلیس Pervourals، میزان تخلخل دیرگدازها برای محصولات سیلیسیم کوره‌های کوکینگ 0.2-0.5٪ و در محصولات مگنزیتی MG به طور متوسط 0.7٪ است. این مقادیر در محصولات مگنزیت-کرومیت NKhS حدود 2.1٪ و در اسپینل پریکلاز 1.6٪ است.
تحقیقات نشان می‌دهد که منافذ باز و بسته به همان اندازه در برابر خوردگی خاکستری مقاومت نشان می‌دهند. تغییرات در میزان تخلخل دیرگدازها برای آجرهای نسوز پس از تکرار پخت در 1500~ و خیساندن 1 ساعت قابل مشاهده است.
آغشته شدن به سرباره تأثیر زیادی بر عمر دیرگدازها دارد و این بستگی به اندازه و حجم منافذ و همچنین بر روی خواص مذاب، خیس شدن، و شرایط اشباع دارد. برای محاسبه میزان تخلخل دیرگدازها، از فرمول منگولد استفاده می‌شود که توسط خروج آب از نمونه‌های اشباع شده با فشار مشخص تعیین می‌شود.
به طور کلی، نفوذپذیری محصولات سرامیکی به طور قابل توجهی به نوع سیال بستگی دارد. برای بهبود کنترل کیفیت محصولات دیرگداز، توصیه می‌شود که اصطلاح “میزان تخلخل دیرگدازها” در استانداردها و مشخصات فنی در کنار تخلخل ظاهری و تخلخل کانال و ابعاد منافذ کانال بررسی شود.
