空心球的形成過程是氧化鋁熔液在高壓空氣噴吹下，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℃。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。

吹制氧化鋁空心球分3個階段：

是熔化階段，提高溫度、降低熔液黏度;

第二是吹球階段;

第三是冷卻固化階段。

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。

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，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，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。

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，是促進氧化鋁空心球形成的重要因素。

形成高溫熔液內部的氣體分壓主要有兩個方面：

其一是在電熔過程中，在加入粉狀工業氧化鋁時，在操作時帶入的部分空氣，經電熔后仍有部分氣體殘留在高溫熔液內，在冷卻過程中形成蜂窩狀氣孔;

其二是在電熔過程中，各種氧化物特別是低熔點氧化物，在電熔過程中，逐漸提高揮發速度。這種熔液的揮發可以增加液體內部的氣體分壓。如氧化鋁在1750℃以上就開始有揮發，到2300℃以上揮發量增大。

在電熔過程中，工業氧化鋁中的二氧化硅雜質將有30%~40%被揮發，其他低熔點的雜質如鉀、鈉、硼等氧化物更有較大的比例被揮發。

上述這些氣體由于受到高溫熔液流動性差的限制，部分氣體無法排除，從而使熔液內部的氣體分壓增加。當吹球時，殘留在液滴內部的氣體使液滴的體積膨脹，這對空心球形成和薄壁化很有促進作用。測定Ф5mm和Ф0.5mm空心球成球后內部縮孔的體積分別為74.8%和71.1%(相當于體積收縮)。這樣大的縮孔形成的根本原因就是物料的加熱膨脹和液體內部氣體分壓增加的結果。