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我国冶金、建材、化工等高温工业能耗高,占全国总能耗的25%以上,占工业总能耗约60%。在高温工业生产过程中,除了热源构成、烧结制度、窑炉结构等,耐火材料,尤其是隔热材料的性能对于高温工业装备与流程的节能降耗具有重要影响。莫来石质隔热材料具有耐高温、容重低、节能效果显著等优点,广泛用于各种高温热工装备的隔热衬层。然而,莫来石质隔热材料仍然存在容重和强度不匹配、隔热性能仍需改善、还原气氛下不稳定等问题,严重制约了其应用和发展。为解决上述问题,本文开展以莫来石晶须为主体的隔热材料制备研究,继承晶须高强度、高韧性的优点,改善微观结构、提高隔热能力。本文利用莫来石晶须的形成过程的特点,研究晶须的生长状态与隔热材料显微结构、热力学性能的关系,并以此为基础,改善莫来石晶须隔热材料的热学、力学及抗CO侵蚀性能。研究结果如下:（1）对比研究了Al F3?5H2O和V2O5对莫来石晶须生长过程的影响。AlF3可以促进气相反应物生成,莫来石晶须生长遵循的是V-S机理,反应物通过气相传输,Al F3能够增大气固反应速率从而促进莫来石形成。V2O5由于熔点低能够形成低温液相,增大了物质传输速率,促进SiO2与Al2O3的固相反应,促进了莫来石晶须尺寸的增加。添加陶瓷纤维后,在V2O5液相的辅助作用下,其表面溶解析出垂直生长的莫来石晶须,形成了纤维/晶须分级结构。分级结构的形成和纤维桥接、钉扎、拔出等作用显著提高了试样的强度。（2）以工业氧化铝和分析纯SiO2为原料,AMT为催化剂,通过固相反应法原位合成了莫来石中空晶须。其形成机理为:900℃左右,Al2O3与WO3反应生成Al2（WO4）3柱状颗粒,且被Al-Si-O聚集体包覆;1000℃左右,Al2（WO4）3柱状颗粒表面的Al-Si-O聚集体形成莫来石并不断发育;1200℃左右,Al2（WO4）3柱状颗粒内核发生分解,形成莫来石中空结构。AMT添加量的增大和热处理温度的提高,都会导致中空晶须尺寸的增加;中空晶须平均直径1.26～7.53μm,壁厚0.28～1.80μm。中空晶须的原位形成能有效改善隔热性能,可以在相同条件下提高材料隔热性能1.46～1.66倍。（3）采用发泡法制备了具有分级孔隙结构的莫来石隔热材料。杂质氧化物能降低液相的形成温度和黏度,增大液相的生成量,促进物质传输,促进莫来石晶须形成和发育。添加Al（OH）3后试样中莫来石晶须直径减小,长度增大,容重降低,同时Al（OH）3分解形成的孔隙在大孔上形成了“窗口孔”。（4）经埋炭处理后,试样中莫来石发生了分解反应,导致莫来石相对含量随埋炭时间增加而降低,反应产物莫来石化会减缓莫来石分解。埋炭初期处理促进了莫来石晶须的发育,导致长径比增大,因此强度增大。Fe2O3会降低莫来石隔热材料抗CO侵蚀性能,Fe2O3在CO气氛下被还原会促进莫来石分解,其分解产物能充当CO歧化反应的催化剂,导致材料组分的分解和裂纹的形成。埋炭温度升高会加剧莫来石分解,降低试样强度和断裂韧性。