В системе известны три соединения: CaO-Fe2Os, 2СаО Fe203, СаО 2Fe203.

Взаимодействие СаО с Fe203 начинается при очень низких температурах (250-425°С). Однако с заметной скоростью и с выделением хорошо идентифицируемых новообразований оно протекает при 600-800° С (Торо-пов Н. А., Ягич, Хедвалл И., Нагаи С, Будников П. П.). Покрывающим компонентом в системе является также СаО, однако велика и скорость встречной диффузии Fe2+ и О2-. Из-за интенсивной термической диссоциации Fe203 и потери кислорода решетка кристаллов непрерывно деформируется, обогащается вакансиями, и это существенно облегчает течение топохимической реакции синтеза ферритов кальция. Первично образующимся соединением в системе большинство исследователей считает СаО Fe203. Начиная образовываться при - 650° С, CF хорошо окристаллизовывается к 850-1000° С, а выше 1000° С CF насыщается известью до C2F. Образование C2F заканчивается к 1250° С. В. Кейзер, однако, утверждает, что первично образующимся при 700-900° С ферритом кальция является C2F, при 900-1000° С это соединение и CF выделяются вместе, а к 1250° С остается лишь один C2F. Соединение C2F образуется при избытке Fe203 по схеме: СаО Fe203 -}- Fe203 = СаО 2Fe203.

Усвоение извести в смеси СаО с Fe203 состава 1 : 1 протекает с большой скоростью: в течение первого часа обжига при 900° С реакция завершалась на 75-80 %. Остаточное же количество СаО в спеке связывается значительно медленнее. Повышение температуры обжига до 1100°С приводило к образованию 100% CF через 2 ч обжига. Реакции в смеси 2CaO + Fe203 при 1380° С завершаются через 2-8 ч обжига в зависимости от дисперсности исходных материалов и тщательности их перемешивания. Независимо от структуры кристаллов исходной окиси железа (a-Fe203, y-Fe203) CF и C2F более интенсивно образовывались в смесях на основе Са(ОН)2, чем СаО (Хедвалл И.). Способствовало ускорению образования ферритов кальция и введение в сырьевые смеси 1% CaF2 (Нагаи С). В присутствии CaS04 образование C2F завершалось при 1100° С (Кузнецова И. П.).