La estructura cristalográfica del circonio tiene características muy particulares que explican en gran medida sus propiedades físico-químicas. Existen, en función de la temperatura en la que se encuentre, tres fases cristalográficas diferentes:
• Circonio monoclínico: estable hasta 1170°C
• Circonio tetragonal (o cuadrático): estable entre 1170°C y 2370°C
• Circonio cúbico: estable de 2370°C hasta el punto de fusión 2690°C.
Cuando el circonio pasa de la cristalográfica cuadrática a la fase monoclínica tiene lugar un aumento de volumen del orden del 3%. La adición de una pequeña cantidad de óxidos (en pequeños porcentaje), tales como MgO, CaO, Y2O3, estabiliza la fase cúbica de alta temperatura hasta temperatura ambiente. Se obtiene entonces el circonio estabilizado.
Si uno no pone suficientes óxidos estabilizadores se obtiene un circonio parcialmente estabilizado (PSZ), formado por una mezcla de fase cúbica estabilizada y se obtiene la fase cuadrática tetragonal metaestable.
Durante el enfriamiento del material la fase cuadrática se convierte en fase tetragonal aumentando en volumen un 3% causando una ligera microfisuración estabilizada de la matriz circundante. Estas microgrietas en este caso actuarán como un dispersante propagación de la grieta crítica.
El circonio obtenido (PSZ) tiene una tenacidad cercana a 11 MegaP√m o incluso hasta 15, en ciertas condiciones.
La mayor parte del tiempo el óxido utilizado para circonios en el sector dental es el óxido de itrio (Y2O3) en niveles entre 2 y 5%.
