Значительное увеличение прочности материала при переходе от плавленого базальта заводского производства к петроситаллам может быть объяснено с позиций территории прочности гетерогенных систем. Оно связано в первую очередь с более мелкозернистой структурой, когда уменьшаются напряжения на границах кристаллов. Кроме того, как известно, число дислокаций в кристаллах увеличивается по мере их роста.

Пересечение уже двух дислокаций образует опасный дефект в кристалле. Поэтому кристаллы, имеющие малые размеры (до 1 мкм), содержат меньше дефектов, чем крупные кристаллы (до 50 мкм) обычного каменного литья. Мелкозернистая структура препятствует распространению в материале микротрещин, возникающих по тем или иным причинам, так как большое число кристаллов в единице объема создает большую вероятность встречи микротрещины с кристаллом, что, как правило, останавливает развитие трещины в материале.

Другой причиной увеличения прочности ситаллов является уменьшение разности температурных коэффициентов линейного расширения кристаллических фаз и остаточной фазы. Состав выделяющихся кристаллических фаз и в заводском каменном литье, и в петроситаллам качественно одинаков. Ситаллы указанного типа имеют температурный коэффициент линейного расширения выше, чем исходное стекло.

Эти ситаллы получены с использованием, добавок фтора, введение которого, по-видимому, в большей степени повышает температурный коэффициент линейного расширения фазы, чем коэффициент теоретического расширения кристаллических фаз. Поэтому остаточная фаза в петроситаллам имеет более высокий температурный коэффициент линейного расширения, чем в базальтовом литье заводского производства. В результате внутренние напряжения в материале уменьшаются и повышается его прочность.