นี่คือวิธีที่วิศวกรค้นพบแนวทางในการผลิตวัสดุทนไฟที่ดีกว่า

วัตถุดิบสำหรับวัสดุทนไฟที่ใช้ในเตาเผาหรือเตาเผาจะแตกต่างกันไป นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรกำลังค้นหาวิธีปรับปรุงประสิทธิภาพ ลดต้นทุน และยืดอายุการใช้งาน

การศึกษาแสดงให้เห็นว่าการมีอยู่ของเฟสของเหลวเพียงเล็กน้อยสามารถลดความเข้มข้นของความเครียดได้อย่างมีประสิทธิภาพ และหลีกเลี่ยงการกัดเซาะมากเกินไปในท้องถิ่นที่เกิดจากความเข้มข้นของความเครียดทางกล และการแตกร้าวและการหลุดร่อนที่เกิดจากความเข้มข้นของความเครียดจากความร้อน ยกตัวอย่างระบบคอรันดัม-สปิเนล เมื่อเปรียบเทียบกับระบบสปิเนลที่สังเคราะห์ด้วยคอรันดัมแล้ว ระบบสปิเนลคอรันดัมในแหล่งกำเนิดมีประสิทธิภาพการบริการที่ดีกว่า ในอีกด้านหนึ่ง สปิเนลในแหล่งกำเนิดมีระดับการกระจายตัวที่สูงกว่าในเมทริกซ์ ซึ่งนำไปสู่การต้านทานการซึมผ่านของตะกรันได้ดีขึ้น แต่ที่สำคัญกว่านั้น เปอร์เซ็นต์ของเฟสของเหลวจำนวนหนึ่งถูกสร้างขึ้นที่อุณหภูมิสูงเนื่องจากการเติมสารขนาดเล็ก ปริมาณเถ้าซิลิกา ปริมาณของเหลวของระบบสปิเนลคอรันดัมในแหล่งกำเนิดที่อุณหภูมิสูงมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับปริมาณเถ้าซิลิกา การศึกษาเชิงทดลองแสดงให้เห็นว่าปริมาณเถ้าซิลิกาที่เหมาะสมควรเป็น 0.7-0.8wt% ของวัสดุสูตรทั้งหมด อย่างไรก็ตาม การก่อตัวของเฟสของเหลวในวัสดุทนไฟได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการ เช่น องค์ประกอบที่ไม่บริสุทธิ์ ปริมาณและการกระจายตัว ตลอดจนการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากที่จะตระหนักถึงการก่อตัวของเฟสของเหลวที่ควบคุมได้ในการใช้งาน

เปอร์เซ็นต์ที่ควบคุมของเฟสของเหลวนั้นผลิตโดยปฏิกิริยาในแหล่งกำเนิดโดยการแนะนำวัตถุดิบเฉพาะเข้าไปในวัสดุทนไฟ ตัวอย่างที่ประสบความสำเร็จ ได้แก่ การนำแมกนีเซียมชีลด์ไปใช้กับอิฐแมกนีเซีย-คาร์บอน และแอนดาลูไซต์ในวัสดุร่องเหล็ก

โล่แมกนีเซียมเป็นวัสดุสังเคราะห์หลายเฟสที่มีรูพรุนชนิดหนึ่ง ลักษณะโครงสร้างจุลภาคหลักของเกราะป้องกันแมกนีเซียมคือเฟสแคลเซียมอะลูมิเนตจะกระจายตัวไปตามเมล็ดสปิเนล

ในระหว่างการให้บริการ เฟสแคลเซียมอะลูมิเนตในเกราะป้องกันแมกนีเซียมจะทำปฏิกิริยากับสิ่งเจือปน เช่น SiO2 ในอิฐคาร์บอนแมกนีเซีย เพื่อสร้างสถานะของเหลว ซึ่งทำให้อนุภาคของเกราะแมกนีเซียมเสียรูปพลาสติก และลดความเข้มข้นของความเครียด

นอกจากนี้ เฟสของเหลวจะแทรกซึมเข้าไปในเมทริกซ์ภายใต้การกระทำของแรงฝอยเพื่อปิดรูขุมขนและชะลอการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ซึ่งจะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการบริการของอิฐแมกนีเซีย-คาร์บอน

สำหรับอิฐแมกนีเซียมคาร์บอนที่ใช้สร้างผนัง การเติมแผ่นป้องกันแมกนีเซียมสามารถลดอัตราการกัดเซาะและยืดอายุการใช้งานได้ สำหรับอิฐแมกนีเซีย-คาร์บอนที่มีตะกรัน การเติมเกราะแมกนีเซียมสามารถทดแทนสารต้านอนุมูลอิสระของโลหะได้โดยไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพการบริการ แม้ว่าอัตราการกัดเซาะจะไม่สามารถลดลงได้อย่างมีนัยสำคัญก็ตาม

การนำแอนดาลูไซต์มาใช้ในวัสดุคูน้ำเหล็กยังสามารถปรับปรุงความต้านทานการเกิดออกซิเดชันได้อีกด้วย

กลไกคือ: ปฏิกิริยามัลลิไทเซชันของแอนดาลูไซต์เกิดขึ้นระหว่างการให้บริการ และเฟสของเหลวที่สร้างขึ้นจะแทรกซึมเข้าไปในเมทริกซ์ของร่องเหล็กภายใต้การกระทำของแรงฝอย ซึ่งจะปิดผนึกปากใบ

แต่เนื่องจากวัฏจักรการบริการของวัสดุคูเหล็กนั้นยาวนาน การสะสมของเฟสของเหลวอย่างต่อเนื่องจะส่งผลต่อประสิทธิภาพการป้องกันการกัดเซาะของวัสดุคูเหล็กในภายหลัง ดังนั้นโดยทั่วไปจึงไม่แนะนำให้ใช้แอนดาลูไซต์ในคูน้ำหลัก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วัสดุคูเหล็กใกล้กับจุดหยดเหล็ก

สำหรับโรงงาน การทดสอบวัสดุใหม่และวิธีการผลิตใหม่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งภายใต้สถานการณ์ปัจจุบันที่วัตถุดิบพุ่งสูงขึ้น และผู้คนทั่วโลกต่างสนับสนุนเป้าหมายคาร์บอนเป็นศูนย์และปกป้องสิ่งแวดล้อม