相比於傳統的氧化物結合耐火材料，金屬或金屬氮化物結合材料的性能更加優異。但由於其對工藝要求較高，阻礙了其在耐火材料中的廣泛使用，一般用於高級耐火材料中和特殊功能性元件中。
1、常見耐火材料用非氧化物
碳化矽(SiC)是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑為原料通過電阻爐高溫冶煉而成。在當代C、N、B等非氧化物高技術耐火原料中，碳化矽為應用最廣泛的一種。目前我國工業生產的碳化矽分為黑色碳化矽和綠色碳化矽兩種，均為六方晶體，比重為3.20~3.25，顯微硬度為2840～3320kg/mm2。
氮化矽呈灰色、白色或灰白色，六方晶系、密度大、硬度高、耐壓強度大。氮化矽具有良好的高溫穩定性，通常在常壓下1900℃分解。其彈性模量為28420~46060MPa，熱導率為16.7W/(mK)，熱膨脹係數為2.75×10-6/℃(20~1000℃)，具有優良的抗熱震性和較大的高溫強度。1300~1400℃C時，氮化矽在空氣中開始發生氧化。
Si3N4的低熱膨脹係數和高彈性模量等優良性能，常用於製備高級耐火材料，高溫下與Al2O3反應生成SiAlON。SiAlON具有高硬度，耐磨性好，抗氧化，抗熔融金屬侵蝕，抗鹼性，易燒結，抗熱震性好等特點。作為一種陶瓷，它實際上是Al和O原子替換Si3N4中Si、N原子形成的固溶體。SiAlON陶瓷的主要類別有α-SiAlON、β-SiAlON、O-SiAlON三種，尤以前兩種最為常見，耐火材料中最為常見的為α-Si3N4與β-SiAlON。
SiAlON陶瓷在耐火材料中的應用，大部分以β-SiAlON形式，其通式一般寫為Si6-zAlzOzN8-z，其中0＜Z≤4.2。其晶粒通常為長柱狀，因而其陶瓷體的韌性強度較好，且具有較好的抗氧化性能與抗熔融有色金屬浸蝕的能力。
2、非氧化物結合澆注料
洪豔萍等剛玉澆注料中加入β-SiAlON，利用β-SiAlON熱膨脹係數小的特點，改善材料抗熱震性。結果表明加入20wt%的β-SiAlON的試樣抗熱震性最好。β-SiAlON加入量較少時，難以起到提高抗熱震性作用；加入量過大，由於熱膨脹差異，產生微裂紋過多，形成了連續的聚合式大裂紋，反而降低了材料的性能。
此外，大量研究結果表明：β-SiAlON的引入能明顯提高礬土基和剛玉基澆注料的高溫力學性能和抗熱震性。
薛文東剛將氮化矽引入到透氣磚中，製備出剛玉一氮化矽質透氣磚。實驗根據金屬塑性相工藝要求，以板狀剛玉為主要原料，加入10wt%Si3N4，及部分金屬矽粉，採用紙漿為結合劑，在250MPa壓力下壓製成型，空氣環境1600℃保溫3小時處理。同時，將耐火材料廠生產剛玉-尖晶石、鉻剛玉、剛玉-莫來石透氣磚，在鞍鋼二煉鋼鋼包上現場實驗，結果證明剛玉-氮化矽透氣磚的性能明顯好於其它透氣磚。其中金屬矽起到了助燒劑的作用，同時在燒結過程發生塑性流動。SiaN4增大了界面張力，使鐵水和殘渣與透氣磚不能很好潤溼，改善了透氣磚易被鋼液滲透的情況。金屬矽在前期有效的起到了抗氧化劑作用，保護Si3N4不被氧化。