由于氧化锆(YSZ)材料具有高硬度，高强度，高韧性，极高的耐磨性及耐化学腐蚀性等等优良的***性能，氧化锆已经在陶瓷、耐火材料、机械、电子、光学、航空航天、生物、化学等等各种领域获得广泛的应用。氧化锆存在三种稳定度同素异晶体：单斜相，立方相和四方相。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。

在高温下 ，氧化锆属于立方萤石型结构，因为Zr4 直径大于O2-离子直径，所以可以认为，由Zr4 构成面心立方点阵，占据1/2的八面体空隙，O2-离子占据面心立方点阵所有四个四面体空隙。氧化锆由于ZrO2单晶需掺入钇（Y）以稳定其结构， 一般实际使用的是YSZ单晶――加入钇稳定剂（含量约19%）的氧化锆单晶。它机械、化学稳定性好，价格较低因而得以广泛应用。

氧化锆有三种晶体结构，低温时为单斜晶系，在1100℃以上形成四方晶型，在1900℃以上形成立方晶型。一般使用的氧化锆需要掺入钇作为稳定剂,常见浓度有13 mol%,YSZ具有机械和化学稳定性好、成本低的特点。单晶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。