在鍛造和燒制后的棕剛玉樣品中，藍色顆粒的比例處于2.4-3.0％的典型二氧化鈦（TiO2）含量的高至中等范圍內，而非藍色顆粒則低于技術指標的下限條件。可能存在一些棕剛玉，其化學成分在典型的技術條件范圍內，但在煅燒后不會變成藍色，因為它主要是低二氧化鈦顆粒的混合物，并摻有一些高二氧化鈦顆粒。 一些棕剛玉制造商在棕剛玉中添加約0.25％的MgO，以控制煅燒后棕剛玉的顏色。含有這種氧化鎂添加劑的棕剛玉傾向于具有更深，更一致的煅燒藍色。據推測，這是因為MgO抑制了TiO 2晶粒的生長并且將其尺寸保持在可以散射藍光的范圍內。

        棕剛玉的韌性隨著TiO2晶核的增長而增加。均勻分布在α-氧化鋁晶粒內的TiO2相使顆粒變硬。陶瓷材料中充分分離的第二相是使材料增韌的眾所周知的機制。最大的韌性增強點是在棕剛玉發出藍色之前。藍色不僅對于棕剛玉消費者的商業化很重要，而且還表明棕剛玉已被充分煅燒以增加其韌性。 棕剛玉中氧化鈦的化學分析（始終報告為TiO2）僅給出了氧化鈦的總含量，而玻璃相中的固溶TiO3和第三相中的TiO2或TiO2Al2O3之間沒有任何區別。氧化鋁顆粒的表面。 氧化鋁晶體中氧化鈦的含量可以通過對棕色剛玉樣品進行熱處理來確定。通過將單粒棕剛玉與少量純陶瓷粘合劑混合，將混合物壓入模具中，并在受控的氧化條件下烘烤薄膜，對樣品進行測試。如果最后一片沒有變藍，則應提交相同大小的樣品進行化學分析。建議對棕剛玉進行煅燒，以進行幾種粒徑的顏色測試