Zirkonia umumnya mempunyai tiga bentuk kristal: ZrO monoklinik2(m-ZrO2), zirkonia tetragon (t-ZrO2) dan padu ZrO2(c-ZrO2). Di bawah 1170 darjah adalah suhu stabil m-ZrO2, dan ketumpatannya ialah 5.68g cm-3; 1170 darjah hingga 2370 darjah ialah julat stabil t-ZrO2, dan ketumpatannya ialah 6.10g cm-3; 2370 darjah hingga 2680 darjah ialah Julat stabil c-ZrO2mempunyai ketumpatan 6.27g·cm-3. Disebabkan oleh perubahan dalam keadaan luaran, bentuk kristal zirkonia boleh berubah menjadi satu sama lain. Pada 1100~1200 darjah, m-ZrO2akan berubah menjadi t-ZrO2; t-ZrO2 akan berubah menjadi c-ZrO2pada kira-kira 2370 darjah; Pembentukan nukleus adalah sukar, mengakibatkan ketinggalan dalam suhu transformasi, dan ia secara amnya berubah menjadi m-ZrO2pada 850~1000 darjah . Hubungan antara ZrO2penjelmaan hablur dinyatakan sebagai: m-ZrO2t-ZrO2c-ZrO2penyelesaian.
Pengetatan Zirkonia dalam Refraktori
Menambah ZrO2untuk meningkatkan prestasi bahan refraktori asal, terutamanya untuk meningkatkan kestabilan kejutan habanya, tidak dapat dipisahkan daripada kesan kekerasan ZrO2. Terdapat banyak teori mengenai mekanisme peneguhan ZrO2, dan yang berikut diiktiraf pada masa ini.
1. Pengukuhan Transformasi Fasa Tercetus Tekanan
ZrO2dalam matriks refraktori akan wujud dalam bentuk t-ZrO2pada suhu pembakaran; apabila disejukkan, ia akan berubah menjadi m-ZrO2, disertai dengan pengembangan volum sebanyak 7 peratus . Tetapi dikekang oleh matriks sekeliling, suhu peralihan dari t-ZrO2kepada m-ZrO2titisan. Dengan membuat perubahan ini dalam sifat matriks, t-ZrO2boleh dikekalkan pada suhu bilik. Peralihan daripada t-ZrO2kepada m-ZrO2hanya dicetuskan apabila matriks di sekeliling ZrO2mengurangkan kesan kurungannya disebabkan oleh daya luaran. Tenaga luaran digunakan kerana perubahan fasa, untuk mencapai ketegaran bahan.
2. Mengeraskan microcrack
Dalam bahan komposit yang mengandungi ZrO2, jika saiz zarah t-ZrO2adalah lebih besar daripada diameter kritikal, pengembangan isipadu yang dijana apabila t-ZrO2berubah menjadi m-ZrO2akan menyebabkan lebih banyak retakan mikro berhampiran m-ZrO2. Apabila retakan utama tertakluk kepada tegasan haba atau daya luaran lain, sebahagian daripada tenaga akan digunakan apabila menghadapi retakan mikro ini, yang akan meningkatkan tenaga yang diperlukan untuk retakan utama mengembang ke tahap tertentu, dengan itu mencapai ketegaran bahan.
3. Pesongan retak dan pengerasan lenturan
Dalam bahan berbilang fasa, disebabkan ketidakpadanan antara pelbagai fasa, retak utama akan condong dan terpesong ke tahap tertentu apabila melalui zarah fasa kedua, memanjangkan jarak penyebaran retak, yang akan menggunakan lebih banyak daya penggerak yang diperlukan untuk penyebaran retak , supaya mencapai kesan kekerasan pada bahan. Mekanisme peneguh zirkonia adalah sangat rumit, tetapi yang pasti bahawa bahan yang dikeraskan zirkonia adalah sekurang-kurangnya hasil daripada tindakan serentak dua mekanisme pengerasan yang berbeza di atas.
