在锻造和烧制后的棕刚玉样品中，蓝色颗粒的比例处于2.4-3.0％的典型二氧化钛（TiO2）含量的高至中等范围内，而非蓝色颗粒则低于技术指标的下限条件。可能存在一些棕刚玉，其化学成分在典型的技术条件范围内，但在煅烧后不会变成蓝色，因为它主要是低二氧化钛颗粒的混合物，并掺有一些高二氧化钛颗粒。 一些棕刚玉制造商在棕刚玉中添加约0.25％的MgO，以控制煅烧后棕刚玉的颜色。含有这种氧化镁添加剂的棕刚玉倾向于具有更深，更一致的煅烧蓝色。据推测，这是因为MgO抑制了TiO 2晶粒的生长并且将其尺寸保持在可以散射蓝光的范围内。

        棕刚玉的韧性随着TiO2晶核的增长而增加。均匀分布在α-氧化铝晶粒内的TiO2相使颗粒变硬。陶瓷材料中充分分离的第二相是使材料增韧的众所周知的机制。最大的韧性增强点是在棕刚玉发出蓝色之前。蓝色不仅对于棕刚玉消费者的商业化很重要，而且还表明棕刚玉已被充分煅烧以增加其韧性。 棕刚玉中氧化钛的化学分析（始终报告为TiO2）仅给出了氧化钛的总含量，而玻璃相中的固溶TiO3和第三相中的TiO2或TiO2Al2O3之间没有任何区别。氧化铝颗粒的表面。 氧化铝晶体中氧化钛的含量可以通过对棕色刚玉样品进行热处理来确定。通过将单粒棕刚玉与少量纯陶瓷粘合剂混合，将混合物压入模具中，并在受控的氧化条件下烘烤薄膜，对样品进行测试。如果最后一片没有变蓝，则应提交相同大小的样品进行化学分析。建议对棕刚玉进行煅烧，以进行几种粒径的颜色测试