硅砖在受热过程中发生同质多晶转变并伴随由体积变化，荷重变形温度高是硅砖的优异特性，接近鳞石英、方石英的熔点（1670℃、1713℃），波动在1640~1680℃间。在300℃以上至接近熔点（鳞石英或方石英）的这一区间硅砖体积稳定。在使用过程中，加热到1450℃时约有1.5~2.2%的总体积膨胀，此种残余膨胀会使砌缝密合，保证砌筑体有良好的气密性和结构强度。硅砖最大的缺点是热震稳定性低（水中热交换约为1~4次），其次是耐火度不高（一般在1690~1730℃），这使其应用范围收到了很大的局限。
一：硅砖的膨胀来自同质多晶转变
SiO2在常压下有七个变体和一个非晶型变体，及β—石英、α—石英、γ—石英、β—鳞石英、α—鳞石英、β—方石英、α—方石英和石英玻璃。上述各变体间的转变可分为两类：
第一类是石英、鳞石英、方石英之间的转变。转变时必须破坏原有晶体结构（Si—O键拆散），重新组成新的结构。即完成原子的重新排列。由于所需的活化能大，转变温度高而缓慢，并伴随有较大的体积效应。
第二类是上述变体中的α、β、γ型的转变，由于他们在结构和性质等方面都很相似，转变时只是结构畸变，Si—O键并未拆散，因此转变是在一个确定温度下发生，转变块，而且可逆的。此类变体间完成转变所须时间是暂短的，在转变温度时，晶体表里瞬时完成转变，这一变体只能在转变温度下共存。下表给出了SiO2在转变时的体积变化
二：硅砖的烧成膨胀
硅砖在烧成过程中发生相变，并有较大的体积变化，加上砖坯在烧成温度下形成的溶液量较少（约10%左右），使其烧成较其它耐火制品困难的多。硅砖的烧成制度与砖坯在烧成过程中所发生的一系列物理化学变化，加入物的数量和性质，坯体的形状大小以及烧成窑的特性等因素有关。
1. 硅砖在烧成过程中的物理化学变化，硅砖在烧成过程中按温度顺序有如下变化：在150℃以下从砖坯中排出残余水分，在450℃时，Ca（OH）2开始分解；450~500℃时Ca（OH）2脱水完毕，硅石颗粒与石灰的结合破坏，坯体强度大为降低。在550~650℃范围内，β—石英转变为α—石英，由于转变过程中伴有0.82%的体积膨胀，故石英晶体将出现密度不等的显微裂纹。在600~700℃间，CaO与SiO2的固相反应开始，砖坯强度有所增加。从1100℃开始，石英的转变速度大大增加，砖坯的比重也显著下降，此时砖坯体积由于石英转变为低比重变体而大为增加。虽然此时液相也在不断地增加，但在1100~1200范围内仍以产生裂纹。
2 硅质砖坯在加热过程中产生体积变化，在不同温度阶段是不同的。按各类硅石坯体的变化特征可分为600℃以下、600~1100℃、1100~1250℃以及1250℃以上各阶段。在500~600℃间犹豫β→α型石英转变有显著的膨胀。在700~800℃，因CaO与SiO2间有固相反应，呈显微收缩。在1000~1100℃，由于液相生成，收缩较为显著，自1200℃左右起，因石英转变加速，坯体开始剧烈膨胀，起开始温度与上涨趋势，依原料类型有很大不同。