高纯氧化铝空心球制品的基质部分主要组成为刚玉，刚玉的热膨胀系数较大，这是导致该材料热震稳定性差的主要原因之一。通过引入热膨胀系数较小的第二相来构成符合材料，利用两者之间膨胀系数失配造成的微裂纹，改善耐火材料的抗热冲击性能，从而有效的提高试样的抗热震性能。高温氧化铝空心球制品的基质部分组成为烧结氧化铝，而烧结氧化铝的平均线膨胀系数较大，从而导致该制品的热震稳定性差，通过在基质中引入适量的氧化镁，使其在烧制过程中原位反应生成平均线膨胀系数较小的第二相--镁铝尖晶石的线膨胀系数为7.6×10-6℃-1，小于氧化铝的线膨胀系数8.8×10-6℃-1，两者之间的膨胀系数失配会造成微裂纹，可有效地缓冲吸收温度波动产生的热应力，从而提高试样的抗热震性能。
另一个影响氧化铝空心球制品抗热震性差的原因是结构的致密程度。而含有氧化镁的氧化铝空心球隔热材料中，基质要发生尖晶石化反应，产生体积膨胀，这个结论可以明显的从反应物和生成物的摩尔体积的研究中看出来。上式中氧化镁的摩尔体积为11.26cm3/mol，氧化铝的摩尔反应体积增加了2.71cm3，相当于在固态反应期间体积膨胀了7.35%。但是这个7.35%的膨胀率仅是理论上存在的，他指由全致密的氧化镁（3.58g/cm3）和全致密的氧化铝（3.99g/cm3）反应生成全致密的尖晶石（3.60g/cm3）所产生的膨胀率。但若氧化镁和氧化铝以微粉形式参加反应而不是以块状形式参加反应，则固相反应所产生的膨胀率要比理论计算的7.35%要大的多，资料记载最大体积膨胀达到20.7%，几乎是理论值的3倍。
由于这种膨胀反应的存在，造成材料结构疏松形成诸多微裂纹。同时，也使得材料的烧成线变化随着氧化镁含量的增多而变大，而材料的体积密度、常温耐压强度却随着氧化镁含量增加而降低。试样不含氧化镁时，材料烧结的较为致密，断口多处为传球断裂，强度较高；而氧化镁含量为5%的试样结构较为疏松，断口处多为沿球断裂，强度较低。
氧化镁含量为0%时，材料中空心球骨料和基质部分结合十分紧密，很少有孔隙存在，而氧化镁含量为5%的材料中空心球骨料和基质结合不是很紧密，空心球骨料与空心球骨料、基质与空心球骨料之间有大量的小孔隙存在，而正是这些孔隙在材料急冷急热产生热应力时起到了缓冲的作用，使得材料的抗热震性能有所提高。
当氧化镁的含量超过一定数量时，氧化镁和氧化铝之间的膨胀反应过度，结构的疏松对材料强度的直接破坏作用大于抗热震时的贡献作用，此时反而起到负面作用。因此，在氧化铝空心球隔热材料的基质部分中加入适量的氧化镁成份，形成一定量的镁铝尖晶石相，提高了材料的抗热震性能。
高温型氧化铝空心球制品荷重软化温度没有降低，高温体积稳定性均较好，且导热系数降低了22-25%，更利于窑炉的保温节能，降低能源损耗。