Zuiver zirkoniumoxide (niet gestabiliseerd) is monokliene bij kamertemperatuur, maar de structuur verandert in een tetragonale vorm bij ongeveer 1000 ° C. Met deze faseverandering is er een grote volumeverandering die resulteert in structurele scheuren die leiden tot een zeer lage thermische schokbestendigheid. Gedeeltelijke stabilisatie van zirkoniumoxide vindt plaats door toevoeging van een doteringsmateriaal zoals 3-4mol% yttria, 2-3mol% magnesiumoxide of 8mol% calcia. Dit leidt tot een mengsel van structurele fasen bij verschillende temperaturen.
Een mengsel van kubische, monokliene en enige tetragonale fase tot 1000 graden C. en tetragonale bij hoger dan 1000 graden. Door de tetragonale fase bij hogere temperaturen wordt gedeeltelijk gestabiliseerd zirkoniumoxide ook wel tetragonaal zirkoniumoxide-polykristal (TZP) genoemd. Algemeen wordt aangenomen dat microscheuren en geïnduceerde spanning tussen de verschillende fasen redenen zijn voor de taaiheid in gedeeltelijk gestabiliseerd zirkoniumoxide. Gedeeltelijk gestabiliseerd zirkoniumoxide wordt meestal gebruikt wanneer hoge temperaturen nodig zijn.
De lage thermische geleidbaarheid zorgt voor een laag warmteverlies en het hoge smeltpunt (2700 ° C) betekent dat gestabiliseerde zirkoniumoxide-rereactories kunnen worden gebruikt bij temperaturen boven 2200 ° C. Gedeeltelijk gestabiliseerd zirkoniumoxide vindt ook steeds meer toepassing in specialistische structurele/technische keramiek . Volledig gestabiliseerd zirkoniumoxide wordt over het algemeen bereikt met doteringsniveaus van 8 mol procent yttria, 16 mol procent magnesia of 16 mol procent calcia. Een volledig gestabiliseerd zirkoniumoxide heeft een structuur die een kubische vaste oplossing is die geen fasetransformatie heeft van kamertemperatuur tot 2500 ° C. Volledig gestabiliseerd zirkoniumoxide is een zeer goed iongeleidend keramiek en wordt gebruikt in toepassingen zoals zuurstofsensoren en vaste oxidebrandstof cellen.
