氧化鋁空心球形成的機理是一個氧化鋁高溫熔液經(jīng)噴吹后的快速冷卻的體積收縮變化過程。這個過程是氧化鋁熔液在高壓空氣的噴吹作用下，被吹散成無數(shù)小液滴。這些小液滴在空中，以拋物線的路線落下。在這個運動過程中，小液滴在表面張力和離心力的作用下，首先形成一個小圓球。當小圓球受到驟冷，表面瞬時產(chǎn)生固化，而球體內(nèi)部仍處于液體狀態(tài)，在離心力作用下，同時熔液又產(chǎn)生很大的體積收縮，使熔液很快地、很均勻地凝固在空心球外殼上，從而完成了空心球的整個成球過程。

　　空心球內(nèi)部縮孔(收縮)，是來自氧化鋁在加熱過程中的體積膨脹。氧化鋁雖然在加熱到1800℃時只有1.6%~1.8%的線膨脹，但當氧化物加熱到熔點溫度時，當物質(zhì)由固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合鄷r，會產(chǎn)生20%~40%的體積膨脹。這種體積膨脹是與分子的化學(xué)鍵有關(guān)。當分子中的化學(xué)鍵如離子鍵分量越大，熔液的體積與固體的體積差越大，反之共價鍵分量越大，則體積差越小。氧化鋁由固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合鄷r，摩爾體積約有23.5%的膨脹。所以熱脹冷縮是形成氧化鋁空心球的根本原因。這與生產(chǎn)熔鑄磚易產(chǎn)生縮孔的道理是一樣的。

　　吹制氧化鋁空心球時，氧化鋁的熔液溫度波動在2200?2300℃。髙溫液體狀態(tài)的氧化鋁有更大的熱膨脹率。高溫液體的線膨脹系數(shù)一般是固體狀態(tài)的3倍。

　　高溫液體的內(nèi)部含有一定的氣體分壓，這種分壓加速高溫液體的膨脹，是促進氧化鋁空心球形成的重要因素。從電熔剛玉塊料中可以看到有大量蜂窩狀的氣孔。測定顆粒狀電熔剛玉砂(3?5mm)的顯氣孔率也在10%?15%左右。由此，可以說明熔液內(nèi)部有較大的氣體分壓存在。