剛玉為α-A12O3的結晶礦物。剛玉為三方晶系，體積密度3.95~4.1g·㎝-3，莫氏硬度9，熔點為2050℃，導熱係數（1000℃）為6.16W/（m·K），線膨脹係數(20~1000℃)為8.0×10-6℃-1。
剛玉具有耐高溫、高強度、高硬度、電絕緣、耐腐蝕等物理化學特性，被廣泛的應用於耐火材料行業。
剛玉的熔點高達2050℃，優質剛玉製品的耐火度大於1900°C，荷重軟化開始溫度約1850°C,極限使用溫度1950°C，長期使用溫度1800°C。但是，剛玉的熱膨脹係數為8.6,屬於抗熱震性中等偏下的物質。剛玉的硬度為9, 是僅低於金剛石和少數人工合成的高硬礦物。氧化鋁製品具有很高的強度，常溫耐壓強度可達2000MPa;常溫抗折強度可達250MPa以上，1000℃時抗折強度還有150MPa。高密度的氧化鋁製品可以較好地抵禦鐵、鋁、鎳、釩等熔融金屬的侵蝕;常溫下，不受硫酸、鹽酸、硝酸、氫氟酸的腐蝕，但高溫下，氟化鈉、 濃硫酸對氧化鋁有一定侵蝕。氧化鋁對玻璃、爐渣的侵蝕有一定的抵抗力。
根據製造方法不同可將剛玉分為兩大類：其一，以礬土為原料直接製造的剛玉原料，如棕剛玉、高鋁剛玉;其二，從礬土中提煉出氧化鋁，再將工業鋁氧製成剛玉原料，如白剛玉、緻密剛玉、燒結剛玉等。各種電熔剛玉的性能比較見表1。
表1 各種電熔剛玉性能比較
（一）燒結剛玉
燒結剛玉是指以鍛燒氧化鋁(或工業氧化鋁)為原料，經磨細製成料球或坯體，在1750～1950℃的高溫下燒結而成的耐火熟料。含A12O399%以上的燒結剛玉顯氣孔率為4.0%以下，體積密度達到3.55g·㎝-3，高溫下具有較好的體積穩定性與化學穩定性，不受還原氣氛、熔融玻璃液和金屬液的侵蝕，常溫、高溫機械強度和耐磨性較好。
為了使氧化鋁易於燒結，壓型前通常對氧化鋁進行微粉碎處理。氧化鋁的細度對燒結氧化鋁的緻密度有重要影響。成型方法有壓球、真空擠出、壓坯等，應儘量提高坯體的體積密度。因為鍛燒溫度在1750～1950℃左右，所以多用迴轉窯或豎窯鍛燒。A12O3含量較低時，也可用隧道窯鍛燒。
板狀氧化鋁（Tabular alumina）,也稱板狀剛玉，是在1900℃以上的高溫下快速燒成且燒結徹底的再結晶α-A12O3，其顯微結構有下述特徵：α-A12O3結晶粗大，中位徑多在40～200m，其晶體二維形貌呈平板狀並互相穿插交錯；α-A12O3晶體內含許多5～15m的圓形封閉氣孔；而開口氣孔則較少，一般2％～3％。具有優良的加熱體積穩定性和抗熱震性。
幾種燒結剛玉產品性能見表2。
表2 燒結剛玉的理化指標
（二）電熔剛玉
電熔剛玉是以鍛燒氧化鋁或鋁礬土為原料，經電弧爐在還原氣氛下熔融並與金屬和其它雜質分離，再經冷凝而製得。根據所用原料和熔煉工藝的不同，常見的品種有：電熔白剛玉、電熔棕剛玉、緻密電熔剛玉（低氣孔剛玉)、礬土基電熔剛玉(俗稱高鋁剛玉、亞白剛玉)和鋯剛玉等。
以鋁礬土為原料熔煉棕剛玉時，通常只進行還原熔煉。作還原劑的含碳物質一般是焦碳或無煙煤。對無煙煤的要求是：固定C≥80％，灰分≤10%，揮發分<7%，水分<3%。焦碳或無煙煤的加入量按還原SiO2、Fe2O3和TiO2三項雜質的需求量考慮。加入的原料必須充分乾燥及焙燒脫水，爐料粒度一般為10～40㎜，不要過細，焦炭或無煙煤的粒度為1～5㎜。
熔融過程在三相電弧爐內進行，有間隙式(爐內冷卻方式)和傾動式(傾注到其它鋼包內冷卻方式)兩種。後者工藝較合理，正被越來越多的工廠所採用。熔融溫度在2000℃左右。
1.電熔白剛玉
現在通常所說的「熔融氧化鋁」一般是指「電熔白剛玉」。它是以工業氧化鋁為原料，在電弧爐內高溫熔化而成，其A12O3含量不小於99%，白色，塊料，顯氣孔率6％～10％，主晶相為a-A12O3，晶體為長條形和菱形，而且往往呈骸狀晶體。由於原料很純，在電爐作業中不發生化學反應，但熔融液體的溫度、冷卻速度等對塊料的結構有很大的影響。在均質方面，重要的是獲得儘可能緻密的塊料。原料中的Na2O凝固時形成β-A12O3，容易集中在塊料的中央部位，會對耐火材料、研磨材料帶來不利影響，所以必須注意原料中Na2O的含量。此外，塊料中尚有少量的霞石、玻璃相等。
國標GB/T2479-2008《普通磨料 白剛玉》裡規定了白剛玉的技術條件，見表3.
表3 白剛玉的技術條件
2.緻密電熔剛玉
緻密電熔剛玉是以工業氧化鋁為原料，加入外加劑，在電爐中熔融而成。熔融時應嚴格操作，以控制碳化物的過量生成。緻密電熔剛玉外觀呈灰色、灰黑色或灰白色，A12O3大於98%，顯氣孔率比電熔白剛玉低，一般小於4%，體積密度大於3.8g·㎝-3，主晶相為a-A12O3，次晶相有FeTiO3、CaA112O9、Ca3Si8O9、TiN、Ti4O7等，還有少量玻璃相。緻密剛玉中C含量應≤0.14%，並應儘量減少β-A12O3的生成，以提高剛玉顆粒強度及抗侵蝕性能。電熔剛玉中含有的碳化物(A14C3、A14O4C、A12C)時，碳化物在常溫下可與水反應：
A14C3+12H2O→4A1(OH)3+3CH4↑
造成電熔剛玉顆粒粉化。配製不定形耐火材料時可致使施工體疏鬆、鼓脹，甚至嚴重開裂。緻密電熔剛玉在耐火製品中多做骨料，在不定形耐火材料中的應用正不斷擴大。
我國黑色冶金行業標準YB/T 102-2007《耐火材料用電熔剛玉》裡規定了電熔剛玉的理化指標，見表4.
表4 耐火材料用電熔剛玉的理化指標
3.棕剛玉
棕剛玉是以天然鋁礬土為原料，以碳素(主要是焦炭)為還原劑，同時加入鐵屑為沉降劑(澄清劑)，以形成矽鐵沉於電爐爐底。
棕剛玉呈棕褐色，一般A12O3≥94.5%，SiO2≤3.5%，TiO2≤3.5%，Fe2O3≤1%。礦物組成以a-A12O3為主，晶體形狀中心部分為菱形、厚板形和帶有裂紋的顆粒，周邊有較多的氧化矽、氧化鈣熔體結晶，呈長板狀，最粗大晶粒呈骸狀片晶。由於雜質尚未完全除去，因此棕剛玉中還含有金紅石等次晶相以及玻璃相、鐵合金和固溶體等。棕剛玉的色調在很大程度上依賴於殘存在制品中的氧化鈦。
棕剛玉主要用做磨料。近年來已用做大、中型高爐出鐵溝澆注料和出鐵無水炮泥的骨料以及製造普通剛玉磚(包括高鋁碳化矽磚)的原料。
國標GB/T2478-2008《普通磨料 棕剛玉》規定了棕剛玉的技術條件及理化指標，具體見表5.
表5 棕剛玉各牌號產品的化學成分
4.礬土基電熔剛玉
又稱亞白剛玉或高鋁剛玉，實際上是鋁礬土基的緻密電熔剛玉。它是在還原氣氛和控制條件下電熔特級或一級鋁礬土而製得的，熔融時加入還原劑(碳)、沉降劑(鐵屑)及脫碳劑(鐵鱗)。在冶煉中、前期以過量的還原劑將TiO2還原除去，在冶煉後期再加入脫碳劑或吹氧以除去過量的碳，從而得到亞白剛玉。其理化指標與緻密電熔剛玉接近，顏色也接近，通常A12O3含量大於97%，顯氣孔率小於4%；剛玉結晶一般為粒狀，尺寸1～15㎜；主要雜質礦物為六鋁酸鈣(CA6)、金紅石、鈦酸鋁及其固溶體。但在礦物組成中含有較高的鈦化物，熱膨脹係數較緻密電熔剛玉高。應用於不定形耐火材料、熱風爐磚及A12O3-SiC-C磚等。
幾種電熔剛玉的理化性能指標見表6。
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