纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现灰色或淡黄色，添加显色剂还可显示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为123.22，理论密度是5.89g/cm3，熔点为2715℃。通常含有少量的氧化铪，难以分离，但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现，加热到1100℃左右转变为四方相，加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化，冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化，容易造成产品的开裂，限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂(例如：氧化钇）以后，四方相可以在常温下稳定，因此在加热以后不会发生体积的突变，大大拓展了氧化锆的应用范围。
氧化锆陶瓷（ZR02）性能参数：
体积密度：5.5~6.05 g/cm^3；
熔点：2715℃；
抗弯强度：1100 MPa；
断裂韧性：12 MPam^(1/2)；
硬度：88~90 HRA；
弹性模量：220 GPa；
线膨胀系数：(6.5~11.2)X10^（-16）/K；
最小可达剩余不平衡度：≤0.8 Gmm/kg；
不平衡减少率：≥ 85%
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