Dette er hvordan ingeniører har kommet til en vei for bedre ildfaste materialer.

Råvarer for ildfaste materialer som brukes i ovnen eller ovnen varierer. Forskere og ingeniører utforsker måter å forbedre effektiviteten på, redusere kostnadene og forlenge levetiden.

Studier har vist at tilstedeværelsen av en liten prosentandel flytende fase effektivt kan redusere spenningskonsentrasjonen, og unngå lokal overdreven erosjon forårsaket av den mekaniske spenningskonsentrasjonen og sprekkdannelsen og avskallingen forårsaket av den termiske spenningskonsentrasjonen. Ved å ta korund-spinell-systemet som et eksempel, sammenlignet med korund-presyntetisert spinellsystem, har korund-in-situ spinellsystem bedre serviceytelse. På den ene siden har in-situ spinellen en høyere grad av dispersjon i matrisen, noe som fører til bedre slaggpermeabilitetsmotstand, men enda viktigere, en viss prosentandel av væskefasen genereres ved høy temperatur på grunn av tilsetning av en liten mengde silikaaske. Væskeinnholdet i korund-in-situ spinellsystem ved høy temperatur er nært knyttet til mengden silikaaske. Eksperimentelle studier har vist at den optimale mengden silikaaske bør være 0.7-0,8 vekt% av det totale formelmaterialet. Dannelsen av væskefase i ildfaste materialer påvirkes imidlertid av mange faktorer som urenhetssammensetning, innhold og fordeling samt temperaturendringer, så det er vanskelig å realisere den kontrollerbare dannelsen av væskefase i applikasjonen.

En kontrollert prosentandel av væskefasen produseres ved in-situ-reaksjon ved å introdusere et spesifikt råmateriale i det ildfaste materialet. Vellykkede eksempler inkluderer introduksjonen av magnesiumskjold i magnesia-karbon murstein og andalusitt i jernspormateriale.

Magnesiumskjold er et slags syntetisk porøst flerfasemateriale. Den viktigste mikrostrukturen som er karakteristisk for magnesiumskjold er at kalsiumaluminatfasen er spredt blant spinellkornene.

Under bruk reagerer kalsiumaluminatfasen i magnesiumskjoldet med urenheter som SiO2 i magnesia-karbon murstein for å danne flytende fase, noe som forårsaker plastisk deformasjon av magnesiumskjoldpartikler og reduserer spenningskonsentrasjonen.

Videre trenger væskefasen inn i matrisen under påvirkning av kapillærkraft for å lukke porene og forsinket oksidasjonsreaksjonen, og forbedrer dermed ytelsen til magnesia-karbon murstein.

For magnesium-karbon murstein som brukes til å bygge veggene, kan tillegg av magnesium skjold redusere erosjonshastigheten og forlenge levetiden. For slagglinje-magnesia-karbon murstein kan tilsetning av magnesiumskjold erstatte metallantioksidanten uten å påvirke ytelsen, selv om erosjonshastigheten ikke kan reduseres betydelig.

Innføring av andalusitt i jerngrøftemateriale kan også forbedre oksidasjonsmotstanden.

Mekanismen er: mullitiseringsreaksjonen av andalusitt oppstår under bruk, og væskefasen som genereres trenger inn i matrisen av jernspor under påvirkning av kapillærkraft, og forsegler dermed stomata.

Men fordi tjenestesyklusen for jerngrøftmateriale er lang, vil den kontinuerlige akkumuleringen av væskefase påvirke anti-erosjonsytelsen til jerngrøftmateriale i den senere perioden, så det anbefales generelt ikke å bruke andalusitt i hovedgrøften, spesielt jerngrøftmateriale nær jernslipppunktet.

For fabrikker er det viktig å teste nye materialer og ny produksjonsmetode, spesielt under nåværende omstendigheter når råvarene skyter i været og folk over hele verden går inn for karbonnullmål og forkjemper miljøvern.