C显微结构系指镁砂中主晶相方镁石粒径大小，形状与分布，结合相包括玻璃相的分布特征。它对材料的高温结构强度，耐侵蚀性和抗热震性等都有重要影响。烧结镁砂的显微结构有两种典型类型。如图5-9a、b所示。图5-9a的特征是主晶相方镁石晶粒呈浑圆状，粒径一般在0.04~0.5mm之间，粒间为以CMS，M₂S和少量玻璃相组成的胶结物结合；图5-9b中主晶相方镁石晶粒边界趋笔直，晶体主要呈具有较规则几何外形的多边形粒状，结合相包括气孔处于方镁石晶粒交界处呈孤立状，主晶相晶粒呈直接结合。这后一种被认为是烧结镁砂的一种理想显微结构。

那么烧结镁砂显微结构为什么会有这种差异或者说如何实现烧结镁砂形成直接结合的显微结构。镁砂在烧结温度下(通常都在1600℃以上)；硅酸盐结合相等基本上都处于熔融状态，即这时我们可视烧结镁砂为主晶相方镁石和液相两相组成体，而次要相即液相的分布决定于异相间界面和同相晶粒间晶界交接处的表面张力的几何平衡

特别是液相能在晶相晶粒间完全渗透即在晶粒周围形成连续薄膜的条件为：

γ_aa≥2γ_al

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式中，γ_aa为固相晶界的表面张力；γ_al为固液界面的表面张力。

γ_aa<2γ_al

则不发生完全渗透， 而在的条件下达到各力的平衡。式中φ为在α-l交界面之间测得的平衡二面角。该角系按正交于二α-l界面与α-α晶界相遇处的边界线的方向测得。研究指出，当φ从零开始增大时，l在α晶粒间的渗透将减弱，但直至60°，l应能沿这样的二晶粒边界渗透，形成结合相连续穿插的结构，如图5-9a所示。当φ>60°时，第二相将在晶粒交接处形成孤立的包裹体，形成晶粒间直接结合结构，如图5-9b所示。化学组成对镁质耐火材料结构中φ角的影响较大，在方镁石硅酸盐二相结构中，固相和液相二者的组成差别增大，会使γ_al增大，固相在饱和液相中的饱和浓度降低时，φ增大。因此，φ随硅酸盐相中n(CaO) /n(SiO₂) 比增加而增大。在这种二相结构中，Fe₂O₃、Al₂O₃会使降低，而Cr₂O₃；则使d增大。可见杂质的组成是影响镁砂显微结构的重要因素之一。