氧化鋁空心球形成的機理是一個氧化鋁高溫熔液經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，表面瞬時產生固化，而球體內部仍處于液體狀態(tài)，在離心力作用下，同時熔液又產生很大的體積收縮，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，當物質由固相轉變?yōu)橐合鄷r，會產生20%~40%的體積膨脹。這種體積膨脹是與分子的化學鍵有關。當分子中的化學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。這與生產熔鑄磚易產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一般是固體狀態(tài)的3倍。

　　高溫液體的內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，可以說明熔液內部有較大的氣體分壓存在。