目前，研究制备形状复杂制品及形成自硬性多层涂层的混合料的力学结构性能均有较大的实际意义。研究发现，在添加剂的作用下，复杂的胶体化学和物理过程会影响到硬化混合料结构形成和性能。在制备以刚玉骨料和自硬性溶胶-凝胶成分的复杂形状制品和多层涂层时，重要的是要根据骨料颗粒与各层之间的界面使材料的结构最佳化，而且要选择一种方法利用不同的工艺方法来降低他们之间的连结处的损毁。物理化学原理表明，可以选择一些与工艺有关的参数来影响在凝胶-溶胶结合的混合料中发生的物理过程。使用电熔刚玉骨料或者是使用非氧化物细磨粉时，具有化学计量配比的溶胶-凝胶成分或者含有大量水来使硅酸乙酯水化溶胶-凝胶成分作为工艺成分。为了制备涂料和浸渍用混合料，针对不同的涂层使用了不同的溶胶-凝胶成分：首先是针对隔离层，其次是针对基础层的。 最下面的一层使用了粒度小于1 μm的刚玉骨料、改性剂硅酸四乙酯，基础层由粒度小于63 μm的刚玉粉构成。由不同骨料构成的浇注成型制品使用经过改性的溶胶-凝胶结合剂制成。使用细磨刚玉粉和不同类型纤维用加压成型法制备出形状复杂的大尺寸制品时，使用了由石蜡和水解硅酸乙酯构成的塑性结合剂。