耐火材料，是指凡物理化學性質允許其在高溫環(huán)境下使用的無機非金屬材料。各國的規(guī)定不同，但其基本概念是相同的，即耐火材料是用作高溫窯爐等熱工設備的結構材料以及工業(yè)用高溫容器和部件的材料，并能承受相應的物理化學變化及機械作用。無論對于冶金、建材等傳統(tǒng)工業(yè)，還是航空航天、新能源材料，許多過程都是在高溫下進行的，只要有高溫就離不開耐火材料。高溫工業(yè)的發(fā)展，與耐火材料的發(fā)展密切相關，其技術進步無一例外地都依賴于優(yōu)質耐火材料的研發(fā)。
隨著低碳經濟時代的來臨，耐火材料對于節(jié)能減排所起到的作用日益凸顯。新能源材料的生產也對耐火材料提出了新的要求。與此同時，隨著人類社會的發(fā)展和技術的進步，對于耐火材料的要求越來越高，不僅要求長壽，而且要求其具有一定的功能化。耐火材料屬于廣義的陶瓷材料的范疇，是多組成、多粒徑的非均質材料，在其制備過程中會發(fā)生分解、固相反應等一系列化學變化，使其達到滿足使用要求的物理化學性能，在其使用過程中會和環(huán)境中的氣、液、固發(fā)生化學反應，產生蝕損，導致其損毀，因此是典型的熱化學反應過程，從工程科學角度來說屬于工程熱化學領域的重要構成。
作為工程熱化學的重要技術領域，在“雙碳”目標下，關注耐火材料生產和服役過程中包括分解、還原、合成、侵蝕等熱化學反應的科學創(chuàng)新和技術升級及變革，對于材料創(chuàng)制和高溫過程低碳化所具有的意義更加凸顯和緊迫。
耐火材料發(fā)展歷程自從人類開始用火，就有了耐火材料。耐火材料的發(fā)展與人類文明是共同進步的。早在公元前10000—公元前8000年，人類便開始用黏土做耐火材料。原始陶器和瓷器等日用器具、青銅器生產、 兵器的鑄造促進了耐火材料的生產和使用，但仍然局限于就地取材，或者說大部分時候是就地取材。在中國考古發(fā)現的一些灶臺、青銅鑄造遺址發(fā)現的陶范等都是早期的耐火材料，這種耐火材料十分粗糙，從現代定義來看，很難稱為耐火材料，但事實上卻是耐火材料的肇始。雖然當時并沒有耐火材料的概念，但是有經驗的人員（如煉丹道士、工匠）可能根據經驗得出了冶煉爐子材料制備的三個必要條件：①耐高溫，不熔化；②不和礦石（如鐵礦石、銅礦石等）反應；③有一定的力學強度，加壓時不易被破壞。雖然沒有科學理論支持，但已經具有了樸素的熱化學反應概念。
約在春秋戰(zhàn)國時期，即公元前5世紀，出現了鐵器，隨著鐵器的逐漸普及，耐火材料的選擇和使用逐漸形成了一套經驗。河南鞏縣鐵生溝遺址出土的耐火磚氧化硅含量為61.16%~70.57%，氧化鋁 含量為 12.94%~15.81%，氧化鐵的含量為 4.35%~ 6.14%，耐火度在1240~1330℃之間，是我國經考古發(fā)掘的最早含煤、黏土和石英砂的耐火材料。 河南南陽瓦房莊也出土了成分類似且經過燒制的耐火磚，說明當時耐火材料的生產已經有了相當高的水平，可能已經實現了規(guī)�；圃�。在相當長的時間內耐火材料以黏土質和硅質為主，采用高含量二氧化硅的酸性耐火材料和古代高爐渣偏酸性是相適應的。值得注意的是，古代已經出現了在現在所謂碳復合耐火材料的雛形，比如在河南滎陽煉鐵遺址發(fā)現的耐火材料和洛陽出土的坩堝中，發(fā)現碳 量比較高，這可能是有意識加入的木炭或煤，借此提高耐火材料的耐火度和化學穩(wěn)定性。總體而言，18世紀前耐火材料的研究和應用仍然處于熱化學經驗應用階段。