镁碳砖是以MgO和石墨为主要成分构成的氧化物—非氧化物复合耐火材料。MgO是熔点高达2800℃，化学性能稳定的氧化物。但是，MgO作为耐火材料原料的缺点是易于被熔渣润湿和热膨胀率高。因此，镁砖的问题是基于熔渣浸透发生结构剥落和抗热震性差。石墨与MgO相比，对熔渣化学性能稳定且具有高热传导性和低热膨胀性的特点。其缺点是被气氛中的氧化性气体和熔渣中铁氧科：物引起氧化或者易熔于钢水中。用具有这些性质的MgO和石墨复合化而开发的镁碳砖的氧化，这一新的重要损毁因素是原来镁砖所没有的，但其耐蚀性和耐剥落性却大幅度地得到提高。
镁碳砖的实际应用始于1970年，是在电炉热点部位使用的高碳含量的镁碳砖。像镁碳砖、铝碳砖和ZrO2-C质等耐火材料那样，含有鳞片状石墨的耐火材料已经占据了定形耐火材料的市场。在钢铁冶炼条件下，虽然还存在许多氧分压比较低的作业情况，但含碳耐火材料能够普及的理由却是它具有吸收高温下因高强度、热膨张或者急剧的热变化所产生的应力，防止熔融金属或者炉渣浸润等优点的耐火材料所要求的基本特性的缘故。
由此可见，MgO和碳作为耐火材料基本上既有优良特性，又有缺点。通过两者复合化，可互相补充，具有优良的综合性能。
镁碳砖的开发和应用充分表明，长期以来在氧化物领域得不到解决的问题，而用非氧化物复合氧化物耐火材料便一举解决了。
虽然碳与MgO等氧化物复合时，既可防止熔渣浸透，又具有耐蚀性。但是，关于颗粒间结合也与过去的想法不同，抑制或隔开颗粒间结合反而能降低弹性率，具有抗热震性。
现在的镁碳砖在制造时其粒度构成却是以原来的镁砖作为基本型的，因而在制造时明显地受到传统镁砖制造工艺的制约。
现行镁碳砖的典型显微结构表朋，骨料颗粒为镁砂，基质则为镁砂细粉+石墨混合料组成。高耐用性的全碳基质镁碳砖的典型显微结构表明，其粒度组成的特点是：骨料颗粒为镁砂，而基质完全由石墨构成(没有镁砂细粉)。使用结果表明，全碳基质MgO‘C砖具有更高的耐用性。这就提示出，对于镁碳砖来说，其粒度构成本身并不十分重要。而镁砂、石墨的比例和镁砂颗粒的临界尺寸则是决定镁碳砖性能的关键。
现在已经了解到，镁碳砖最主要的蚀损机理如下：
(1)由于炉渣和炉内气氛的作用使碳氧化；
(2)炉渣侵入砖的基质中，使镁砂颗粒被熔蚀掉；
(3)炉渣侵入到颗粒内，导致其解体，氧化镁晶粒溶出；
(4)氧化镁在炉渣中的化学溶解；
(5)受冲击、侵蚀或热机械应力而导致的损毁。
通常，炼钢炉中的炉衬在特定的局部区域所受到的蚀损因素的综合作用会导致这些部位的超前损毁而成为停炉的原因。因此，控制局部蚀损以最终能经得起这些使用条件是提高炉子使用寿命的根本措施。
此外，对于抗热震、抗侵蚀以及抗砖／钢水和碱性渣引起侵蚀的镁碳砖来说，其抗热震性是由以下因素造成的：
(1)与其他的耐火材料相比，具有热导率高和热容高的特点．因而使镁碳砖能迅速吸收大量热能。
(2)在鳞片状石墨内层片之间存在着小的孔隙，它们在应力的作用下能反复开闭，起到了减缓热应力的作用。
因此，镁碳砖在使用过程中，通常不会产生剥落损毁。只有在下述情况下才会导致其断裂。
(1)碳含量少于5％；
(2)突然加热，其升温速度超过镁碳砖所能承受的限度；
(3)停炉一段时间后重新启动时升温速度过快。例如，我们曾经观察到，宝钢300t大型转炉在停止一段时间之后重新启动时，耳轴部位发生过镁碳砖大面积剥落的情况。
在(1)的情况下，虽然碳含量低于5％的；镁碳砖的强度较其他镁碳砖为高，但经过碳化处理后的残余强度却比后者低，较低的残余强度意味着较低的抗热震性。
在(2)的情况下，由于结合荆是在超过其正常碳化温度下碳化，镁碳砖的表面热膨胀将导致其表层处于应力的作用下，而后面的层带则处于张力的作用下。如果抗拉强度比施加的热应力低时，张力层将会发生断裂。
在(3)的情况下，由于碳化处理使镁碳砖的气孔率大大增加，从而降低了它们的热传导率和强度。这将提高碳化处理过的镁碳砖对热震破坏的灵敏度，热震灵敏度与热震引起材料中的裂纹有关。而裂纹在材料中的扩展是由断裂功来计量的，但断裂功与强度有关。
经过碳化处理的镁碳砖比未处理的镁碳砖发生断裂的可能性更大，其原因为：
(1)未经碳化处理的镁碳砖的强度较高，较之不易开裂；
(2)未经碳化处理的镁碳砖，由于吸热而导致结合剂碳化，从而减轻了热震强度。作为结合剂的沥青或者树脂首先被加热时，含碳物质分解，随着挥发物的挥发，产生了碳化碳。也就是在镁碳砖表面快速加热时，使邻近表面处的结合剂迅速碳化，由于碳化反应是吸热反应，因此，热震强度则由于结合剂的吸热而有效地降低了。
以上述讨论为依据，可以进行镁碳砖的材质设计。
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