W ten sposób inżynierowie znaleźli sposób na lepsze materiały ogniotrwałe.

Surowce do materiałów ogniotrwałych stosowanych w piecu lub piecu są różne. Naukowcy i inżynierowie badają sposoby poprawy jego wydajności, obniżenia kosztów i przedłużenia ich żywotności.

Badania wykazały, że obecność niewielkiego procentu fazy ciekłej może skutecznie zmniejszyć koncentrację naprężeń i uniknąć lokalnej nadmiernej erozji spowodowanej koncentracją naprężeń mechanicznych oraz pękania i odpryskiwania spowodowanego koncentracją naprężeń termicznych. Biorąc na przykład system spinel korund-spinel, w porównaniu z systemem spinelu presyntetyzowanego korundem, system spinel korund-in-situ ma lepszą wydajność usług. Z jednej strony spinel in situ charakteryzuje się większym stopniem dyspersji w osnowie, co prowadzi do lepszej odporności na przepuszczalność żużla, ale co ważniejsze, w wysokiej temperaturze powstaje pewien procent fazy ciekłej w wyniku dodatku małego ilość popiołu krzemionkowego. Zawartość cieczy w układzie spinelu korundu in situ w wysokiej temperaturze jest ściśle związana z ilością popiołu krzemionkowego. Badania eksperymentalne wykazały, że optymalna ilość popiołu krzemionkowego powinna wynosić 0.7-0,8% wag. całkowitego materiału formuły. Jednakże na powstawanie fazy ciekłej w materiałach ogniotrwałych wpływa wiele czynników, takich jak skład, zawartość i rozmieszczenie zanieczyszczeń, a także zmiana temperatury, dlatego trudno jest zrealizować kontrolowane tworzenie fazy ciekłej podczas stosowania.

Kontrolowany procent fazy ciekłej wytwarzany jest w reakcji in situ poprzez wprowadzenie określonego surowca do materiału ogniotrwałego. Udane przykłady obejmują wprowadzenie osłony magnezowej do cegły magnezytowo-węglowej i andaluzytu do materiału rowków żelaznych.

Osłona magnezowa jest rodzajem syntetycznego porowatego materiału wielofazowego. Główną cechą mikrostruktury osłony magnezowej jest to, że faza glinianu wapnia jest rozproszona pomiędzy ziarnami spinelu.

Podczas eksploatacji faza glinianu wapnia w osłonie magnezowej reaguje z zanieczyszczeniami takimi jak SiO2 w cegle magnezytowo-węglowej, tworząc fazę ciekłą, co powoduje odkształcenie plastyczne cząstek osłony magnezowej i zmniejsza koncentrację naprężeń.

Ponadto faza ciekła wnika do matrycy pod wpływem siły kapilarnej, zamykając pory i opóźniając reakcję utleniania, poprawiając w ten sposób właściwości użytkowe cegły magnezytowo-węglowej.

W przypadku cegieł magnezowo-węglowych stosowanych do budowy ścian dodatek osłony magnezowej może zmniejszyć szybkość erozji i przedłużyć żywotność. W przypadku cegieł magnezytowo-węglowych żużlowych dodatek osłony magnezowej może zastąpić przeciwutleniacz metalu bez wpływu na właściwości użytkowe, chociaż szybkości erozji nie można znacząco zmniejszyć.

Wprowadzenie andaluzytu do materiału z rowów żelaznych może również poprawić odporność na utlenianie.

Mechanizm jest następujący: podczas pracy zachodzi reakcja mulityzacji andaluzytu, a wytworzona faza ciekła wnika w matrycę żelaznego rowka pod działaniem siły kapilarnej, uszczelniając w ten sposób aparaty szparkowe.

Ponieważ jednak cykl użytkowania materiału z rowów żelaznych jest długi, ciągłe gromadzenie się fazy ciekłej będzie miało wpływ na działanie przeciwerozyjne materiału z rowów żelaznych w późniejszym okresie, dlatego ogólnie nie zaleca się stosowania andaluzytu w głównym rowie, szczególnie w materiał z rowu żelaznego w pobliżu punktu zrzutu żelaza.

Dla fabryk najważniejsze jest testowanie nowych materiałów i nowych metod produkcji, szczególnie w obecnych okolicznościach, gdy gwałtownie rośnie ilość surowców, a ludzie na całym świecie opowiadają się za celem zerowej emisji dwutlenku węgla i ochroną środowiska.