由于氧化锆单斜型与四方型之间的可逆转变伴有体积效应。造成耐火材料烧成时容易开裂，因此单用纯氧化锆就很难制造出烧结而又不开裂的制品。如果在氧化锆中加入适量的CaO、MgO、Y2O3、Nb2O3、CeO2、ScO3等阳离子半径与Zr4+离子半径相差在12%以内的氧化物，经高温处理后就可以得到从室温直至2000℃一下都稳定的立方型的氧化锆固溶体，从而消除了在加热或冷却过程中因相变引起的体积效应，避免含氧化锆制品的开裂[9]。上述加入的氧化物成为稳定剂。经过这种稳定处理的氧化锆称为稳定二氧化锆，制备稳定二氧化锆的过程称为二氧化锆的稳定化。
广泛采用的稳定剂有CaO和MgO及其混合物，其中CaO较有效，MgO次之。CaO加入量通常为3~8%或更多（按质量计）。ZrO2-MgO系的立方固溶体在长时间加热处理（1000~1400℃）后会发生分解，导致制品破坏。ZrO2-CaO系立方固溶体虽较稳定，但长时间加热亦会发生部分分解，而使氧化锆失去稳定作用。ZrO2-Y2O3固溶体与其他氧化锆固溶体相比最主要优点是在1100~1400℃长时间加热不发生分解，但这类氧化物稀缺，价格昂贵，只能局限于某些特殊要求的地方使用。近来研究了多种复合剂，如ZrO2-MgO和ZrO2-CaO固溶体中加入1~2%Y2O3即可显著提高其热震稳定性。加入3~5%Y2O3可以使固溶体完全不分解，而且有很高的机械强度和较低的热膨胀系数。
全稳定氧化锆的最大缺点是热膨胀系数高，抗热震性差。部分稳定二氧化锆能有效改善其抗热震性。其原理在于当稳定剂加入量较少时，只有一部分氧化锆与稳定剂生成了固溶体，由高温冷却到常温时，仍有一部分氧化锆发生相变，由立方相或四方相转化为单斜相，并伴随发生一定的体积变化。由于此体积变化较小，并且由稳定剂的加入量所控制，所以不会造成氧化锆制品烧结体的破坏。相反，由此体积变化可在制品烧结体内产生一定量的显微裂纹，这种显微裂纹在材料受到热应力作用时，能起到吸收裂纹扩展能量的作用，抑制了裂纹的扩展，提高了材料的抗热震能力。因此，部分稳定的二氧化锆较之全稳定二氧化锆具有更广泛的用途。部分稳定二氧化锆的稳定化程度以稳定化率来表示[10]：
稳定化率=（立方相+四方相）/(立方相+四方相+单斜相)
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