耐火材料熱力學基本特性對實際應用的重要程度，由于耐火材料經(jīng)常在加熱情況下使用，因此耐火材料的熱學性質(zhì)即成為其性質(zhì)的重要方面。
 
一、熱膨脹性
耐火材料的熱膨脹是指制品在加熱過程中的長度或體積的變化。
 
耐火材料使用過程中常伴有極大的溫度變化，隨之而來的長度與體積的變化，會嚴重影響熱工設備砌體的尺寸嚴密程度及結(jié)構(gòu)，甚至會使新砌體破壞。此外，耐火材料的熱膜脹情況還能反映出制品受熱后的熱應力分布和大小，晶型轉(zhuǎn)變及相變，微細裂紋的產(chǎn)生及抗熱震穩(wěn)定性等。
 
熱膨脹的表示方法有線膨脹率和線膨脹系數(shù)兩種，也可以用體積膨脹率或體積膨脹系數(shù)表示。
 
線膨脹率是指由室溫至試驗溫度之間試樣長度的相對變化率。表達式如下：
 
由于晶型轉(zhuǎn)變，相變化等多種原因，耐火材料的熱膨脹變化率在各個溫度區(qū)間內(nèi)，其數(shù)值經(jīng)常是變化的，因此常用曲線來表示，幾種常用耐火制品的熱膨脹曲線見下圖。

 
線膨脹系數(shù)是指由室溫至試驗溫度之間，每升高1℃，試樣長度的相對變化率，計算公式如下：
 
常用耐火制品平均熱膨脹系數(shù)見下表。
 
由于制品的線膨脹系數(shù)很小，一般情況下，體積膨脹系數(shù)就不再另測量，而用線膨脹系數(shù)值的3倍來表示。
 
二、熱導率
耐火材料熱導率的定義是在單位溫度梯度條件下，通過材料單位面積的熱流速率。表達式如下：(熱線法測定用）
 
 
在生產(chǎn)實際中，一般的熱工設備需考慮熱量通過耐火材料后的損失量，需要計算隔熱耐火材料的保溫效果，在有些隔焰加熱爐如焦爐等，還需要耐火材料的隔墻具有較高的熱導率，由此可見熱導率指標在熱工設計中的重要性。
 
耐火制品中所含氣孔對熱導率影響最大。氣孔內(nèi)氣體熱導率低，因此氣孔總是降低材料的導熱能力。在一定溫度限度內(nèi)，對一定范圍的氣孔率來說，氣孔率愈大，則熱導率愈小，其關系的實測值可見下表，另外，當氣孔率總值相同時，氣孔體積大的熱導率大。
 
制品材質(zhì)的化學組成及品體結(jié)構(gòu)也對熱導率有明顯影響，碳質(zhì)耐火制品即表現(xiàn)出了極高的導熱能力，常見耐火制品的熱導率曲線見下圖.輕質(zhì)隔熱制品的熱導率由線見下圖.幾種耐火混凝土的熱導率曲線見下圖。
 
 
 
 
 
 
三、比熱容
耐火材料比熱容的定義是常壓下加熱1kg樣品使之升溫1℃所需的熱量。
 
耐火材料的熱容指標，在設計和控制爐體的升溫、冷卻，特別是蓄熱磚的蓄熱能力計算中，具有重要意義。比熱容的表示式為：
 
耐火材料的熱容是隨著它的化學礦物組成和所處的溫度條件而變化的，下圖示出了它們之間的變化關系。