部分热工设备里衬用刚玉莫来石耐火材料在高温下遭受氧化铁的作用，这会导致衬里过早损坏。本文主要讲氧化铁与刚玉莫来石耐火材料于1580℃氧化还原气体介质中相互作用的结果。
制作试样采用的高铝熟料中AL2O3含量为85%~87%，SiO2含量11%~13%，Fe2O3含量0.4%~0.6%，TiO2含量0.3%~0.5%，往高铝熟料和高岭土的粉碎混合料中加入5%氧化铁，试样以70MPa的压力成型，干燥后于1650℃烧成。试样中AL2O3含量的波动范围为83%~85%，开口气孔率为18%~22%。试样于氧化和还原气体介质中多次加热至1580℃。第五次是在氧化介质中加热到1580℃，再冷却至20℃，实际上这对试样的化学组成无影响。
在氧化和还原气体介质中依次加热五次后，试样表面产生疏松层（外壳）。在氧化还原变换介质中加热次数增加时（≥5次），表层中的SiO2含量急剧减少，因为在还原加热期间SiO挥发。AL2O3和FeO的含量增加，其它氧化物杂质（MgO、CaO和R2O）消失。
在该试样的中心部位SiO2含量增多。这说明SiO在还原期间向耐火体深处迁移，后来它又氧化，在氧化介质中热循环会使耐火体致密—试样的开口气孔率降低。在气体介质变换条件下热循环会使性能产生其它变化特征。耐火体在还原介质中疏松，因为SiO2还原成SiO,Fe2O3还原成FeO,而在氧化介质中，由于SiO又氧化成SiO2，FeO氧化成Fe2O3,故使耐火体致密。在还原介质中试样内的FeO含量增多，它与SiO互相作用的温度比Fe2O3与SiO相互作用的温度低得多。FeO—SiO2系共晶体的熔化温度为1177℃，而FeO3—SiO2系共晶体的熔化温度为1665℃。
在所研究的试样中Fe2O3和FeO的数量比与温度和气体介质呈直线关系。1000℃时平衡气体介质的组成将有72%CO和28%CO2。CO含量大于72%的其它气体的混合物，在该温度下将氧化铁还原。CO含量下于72%的混合气体将使氧化铁氧化，混合物中CO含量将升高。CO/CO2之比将随温度的升高而明显增大。在1500℃~1900℃范围内，CO/CO2之比随温度按指数增大。
在氧化介质中加热5次后，试样中结合基质部分出现结晶良好的莫来石。高铝熟料颗粒中的刚玉晶体有时为绿色，不存在多色现象。研究时在油浸磨片上见到有含极少磁铁矿和它与赤铁矿固溶体夹杂物的刚玉和莫来石集晶体。与原试样相比，赤铁矿与磁铁矿连生体量减少，因为刚玉、玻璃和莫来石对氧化铁的吸收能力较强。
壳体中的SiO2由于还原和挥发，使其含量减少，这会导致玻璃和莫来石量进一步减少。由于以固溶体形式存在于莫来石中的Fe2O3还原和SiO2还原成易挥发的一氧化硅，莫来石受到破坏。当刚玉莫来石耐火体配料中加入的氧化铁≤5%时，它与耐火体中的所有组分（刚玉、莫来石和玻璃）进行反应；在氧化介质中加热，能使刚玉中产生氧化铁固溶体，这会使刚玉出现色带，并使其折射率提高。
在固溶体形成时刚玉比莫来石的折射率高得多，这证明刚玉比莫来石吸收的氧化铁多。刚玉和赤铁矿具有相同的结构，所以AL3+和Fe3+可能具有同晶型性。这些元素的离子半径相差较大（17%），所以只有在高温下才能出现同晶型现象。含六价铝（刚玉）的晶格趋于染色。玻璃和莫来石中的SiO2还原和SiO挥发致使耐火体结合基质部分松散，气孔增大。在还原加热期间氧化铁主要集中在刚玉和莫来石之中，随着温度的升高，莫来石中的部分氧化铁迁移至玻璃中。但是，在还原介质中玻璃不是稳定材料，所以，氧化铁仍然主要在莫来石中，或者迁移到刚玉中。