常壓下純的氧化鋯(YSZ)有三種晶型，低溫為單斜晶系，密度5.68g/cm3， 高溫為四方晶系，密度6.10g/cm3，更高溫度下為立方晶系，密度6.27g/cm3，三種晶型相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：單斜ZrO2  →  四方ZrO2  →  立方ZrO2  →   熔體。單晶氧化鋯(YSZ)陶瓷材料因其高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、耐高溫而被認(rèn)為是具有廣泛應(yīng)用前景的新型陶瓷。

氧化鋯是自然界的氧化鋯礦物原料，主要有斜鋯石和鋯英石, 純凈的氧化鋯是白色固體，含有雜質(zhì)時會顯現(xiàn)灰色或淡黃色，添加顯色劑還可顯示各種其它顏色。氧化鋯有三種晶體結(jié)構(gòu)，低溫時為單斜晶系，在1100℃以上形成四方晶型，在1900℃以上形成立方晶型。一般使用的氧化鋯需要摻入釔作為穩(wěn)定劑,常見濃度有13 mol%，氧化鋯(YSZ)單晶具有機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性好、成本低的特點。

氧化鋯存在三種穩(wěn)定度同素異晶體：單斜相，立方相和四方相。三種晶型相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下：單斜ZrO2  →  四方ZrO2  →  立方ZrO2  →   熔體。純氧化鋯的單斜相從室溫到1170℃是穩(wěn)定的，超過這一溫度轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较啵缓笤?370℃轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较?，直?680℃發(fā)生融化。由單斜相轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较嘤袦蟋F(xiàn)象。全部稀土元素都能與氧化鋯形成固溶體，而目前應(yīng)用的廣泛的就是釔（Y)穩(wěn)定氧化鋯。

在高溫下 ，氧化鋯屬于立方螢石型結(jié)構(gòu)，因為Zr4 直徑大于O2-離子直徑，所以可以認(rèn)為，由Zr4 構(gòu)成面心立方點陣，占據(jù)1/2的八面體空隙，O2-離子占據(jù)面心立方點陣所有四個四面體空隙。氧化鋯由于ZrO2單晶需摻入釔（Y）以穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)， 一般實際使用的是YSZ單晶――加入釔穩(wěn)定劑（含量約19%）的氧化鋯單晶。它機(jī)械、化學(xué)穩(wěn)定性好，價格較低因而得以廣泛應(yīng)用。