氧化鋁空心球形成，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。空心球的形成過程是氧化鋁熔液在高壓空氣噴吹下，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，在10~30秒內完成。成球過程實際上是一個快速的冷卻、收縮過程。氧化鋁的熔點為2050℃，適于吹球的溫度應高于熔點200~300℃，也就是需加熱到2200~2300℃。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，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。

吹制氧化鋁空心球分3個階段：

1. 是熔化階段，提高溫度、降低熔液黏度;
2. 是吹球階段;
3. 是冷卻固化階段。

冷卻過程中空心球內部收縮，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，當物質由固相轉變為液相時，髙溫液體狀態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，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。氧化鋁由固相轉變為液相時，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。

如果熔液的溫度低、黏度大，就容易吹成厚壁球或蜂窩狀空心球。