常压下纯的 氧化锆有三种晶型，低温为单斜晶系，密度5.68g/cm3， 高温为四方晶系，密度6.10g/cm3，更高温度下为立方晶系，密度6.27g/cm3，三种晶型相互间的转化关系如下：单斜ZrO2 → 四方ZrO2 → 立方ZrO2 → 熔体。纯氧化锆的单斜相从室温到1170℃是稳定的，超过这一温度转变为四方相，然后在2370℃转变为立方相，直到2680℃发生融化。
常温下保持立方相的氧化锆晶体，具有硬度高(莫氏硬度8~8.5)，折射率高(于6830?处，n≈2.149)，色散性强(~0.056)和化学稳定性好等特性。氧化锆(YSZ)单晶陶瓷材料因其高强度、高硬度、耐腐蚀、耐高温而被认为是具有广泛应用前景的新型陶瓷。它作为一种重要的快离子导体，在氧传感器、氧泵浦、固体氧化物燃料电池已得到广泛应用和研究。
常温下， 氧化锆只能是单斜相，当用锆盐煅烧，达到650℃时，出现稳定的四方相，继续升高时四方相逐步转变为单斜相，再继续升温至830℃时， 氧化锆又开始向四方相转变，至1170℃时，完全转变为四方相，温度升至2370℃时转变为立方相。单晶氧化锆（YSZ）它作为一种重要的快离子导体，在氧传感器、氧泵浦、固体氧化物燃料电池已得到广泛应用和研究。
