纯氧化锆在室温为单斜晶相，温度上升至约1173℃时会转变成四方晶相，上升至2370℃时则转换成立方晶相，于2690℃变成液相。单斜晶相(相变态温度:1173°C)四方晶相(相变态温度:2370°C)立方晶相(熔点/凝固点:2690°C)液体纯氧化锆从高温冷却至室温，经过相变态温度时正方晶转换成单斜晶，因其体积剧烈改变，造成烧结后的成品含有微裂缝，往往不堪使用。二氧化锆室温下不以立方晶相(萤石晶体结构)存在，但借由添加其他的氧化物，可大幅增加二氧化锆以立方晶相稳定存在的温度范围。掺杂相稳定剂的二氧化锆被称作稳定化氧化锆
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