莫來石（Mullite）相是Al2O3-SiO2系中 穩(wěn)定的二元化合物，組成可在3Al2O3?2SiO2和2Al2O3?SiO2之間變化，即Al2O3 含量可在71.8~77.3范圍內(nèi)波動。莫來石具有以下 性能 耐火度高（1870℃）；熱膨脹低（20~1000℃,5.3×10-6/℃），抗熱震性；抗化學腐蝕性好；抗蠕變性能優(yōu)良。莫來石相是鋁硅系特種砂具有優(yōu)良鑄造性能的內(nèi)在根本之一。

剛玉（Corundum）主要成分為Al2O3，具有α、γ、δ等多種晶型，其中α-Al2O3為穩(wěn)定晶型，屬于離子晶體，氧離子做六方 緊密排列，質(zhì)點間距小，結(jié)構(gòu)牢固，不易被破壞，剛玉具有很高的硬度（莫氏硬度為9級），熔點高達2053℃，化學性質(zhì)穩(wěn)定，對酸性、堿性爐渣、金屬熔液等有良好的抗浸蝕能力。

寶珠砂采用Al2O3含量≥73的高鋁礬土，采用石墨電極電弧熔化，熔融的液體會流到石墨電極的下方，從引流孔排除，之后霧化（風碎或者噴霧急冷）。在空中因為液體的表面張力變成球狀粒子，急冷后變成人工砂。由于急冷，結(jié)晶化不充分，作為非晶質(zhì)的殘留量比較多。這種寶珠砂經(jīng)過加熱、保溫，充分結(jié)晶化，大量減少玻璃相，可得到礦物相應為“莫來石 剛玉 少量玻璃體”的組織。圖2 是結(jié)晶化處理后的寶珠砂的礦物相分析結(jié)果。