直接结合镁铬砖是采用高档镁砂、铬精矿，提高烧成温度等特殊工艺制造出来的耐火材料。由于硅酸盐相数量少、二次尖晶石数量多，硅酸盐相成为孤岛，方镁石-方镁石之间，方镁石-铬铁矿之间存在“直接结合”。由此，直接结合赋予了镁铬砖良好的耐高温性、抗侵蚀性和抗热震性，如图1和图2所示。
从图1和图2可知，烧成中铬从铬铁矿中扩散进入镁砂基质，形成方镁石固溶体。温度降低时，就从方镁石过饱和固溶体中析出MgO·R2O3，形成二次尖晶石。由于铬改变了方镁石的性质，硅酸盐相不易润湿方镁石相，致使形成方镁石-方镁石之间、方镁石-镁铬尖晶石之间的直接结合。Goto等人的研究表明：直接结合镁铬质耐火材料中，在0.3nm的分辨率下发现方镁石-方镁石颗粒之间、方镁石-铬铁矿颗粒之间存在“直接结合”。但是，方镁石-镁铝尖晶石耐火材料中没有发现直接结合。
直接结合镁铬砖价格较高，但具有很好的耐高温、抗侵蚀、耐热震和挂窑皮性能，故适用于各类水泥回转窑的烧成带。
20世纪80年代以前，国外推崇三高技术——采用高纯原料、高压成型、高温烧成制作耐火材料的技术;90年代以后，国外公司越来越多使用廉价的我国耐火原料，并钟情“柔韧化”。例如，奥地利Veitsch—Radex公司研制了具有“柔韧性”的碱性砖。℃下，以前的镁铬砖受循环应力作用破坏之前只能产生0.5%的应变，柔韧性材料能够产生3%～5%的应变，如图8-6所示。
从图8—6可知，(a)为体积稳定性镁铬砖，该砖受循环应力作用，发生很小的变形就损坏;(b)为经改进的镁铬砖;(c)为经改进的方镁石镁铝尖晶石砖。受循环应力作用后，(b)、(c)两种材料发生很大变形才损坏。由此，(b)、(c)倾向于具有优于(a)的抗热震性，而且也利于松弛砖热端受挤压产生的应力。
需要指出，所谓“柔韧化”或者“增韧”只是脆性的减少，并不是耐火材料真的具有类似金属材料的韧性，或类似有机高分子材料的柔性。如前所述，耐火材料是一种脆性材料，这是由共价键和离子键决定的，是不可改变的本质。一些耐火材料破坏前表现出来的“伪塑性”、“伪柔性”只不过是大量产生微裂纹的结果。比如，无机纤维增强硅酸盐材料破坏时，整体上材料会产生很大变形。但是，微观上只不过是一系列纤维界面的解离和纤维拔出过程的组合。每个局部破坏都是典型的脆性破坏，几乎没有什么塑性变形。
至于国外一些耐火材料公司提出“弹性”、“热弹性”表示抗热震好或能发生较大伪塑性变形的说法则是完全错误的。
事实上，弹性是材料的一种属性，指材料受外力作用发生变形、变形量和外力大小成正比，且除去外力后能恢复原来形状的性质。塑性是一种在某种给定载荷下，材料产生永久变形的特性。塑性的强弱可用伸长率和断面收缩率来表示。韧性则是材料断裂前吸收能量和进行塑性变形的能力。
破坏时，一些新型无机非金属材料虽然宏观上产生了很大伸长，但断面收缩率却不大。从微观上讲，只是用一系列小的微观脆性破坏代替了一次大的宏观脆性破坏。虽然材料有改进，性能和使用寿命也有明显提高，但对裂纹扩展的抗力与金属材料相比还是差得很远。