Zirkonia wordt gebruikt in een breed scala aan toepassingen en markten, met specifieke toepassingen zoals vaste brandstofcellen, behandeling van auto-uitlaatgassen, tandheelkundige materialen, keramische snijgereedschappen en zirconia-keramische glasvezelinzetstukken. Met de ontwikkeling van zirconia-keramiek is er een grote verschuiving in de toepassingsgebieden geweest. Waar het in het verleden voornamelijk werd gebruikt in vuurvaste materialen, wordt het nu toegepast in structurele keramiek, biokeramiek en elektronische functionele keramiek, en wordt het steeds vaker gebruikt in hightech-sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, de luchtvaart en de nucleaire industrie.
1. Vuurvaste materialen
Zirkoniumoxide is chemisch stabiel en heeft een goede thermische stabiliteit en thermische schokbestendigheid, waardoor het gebruikt kan worden als hittebestendige keramische coating en in hittebestendige vuurvaste producten. Het kan ook aan andere vuurvaste materialen worden toegevoegd om de vuurvastheid te verbeteren. Vuurvaste materialen gemaakt van zirkoniumoxide omvatten: zirkoniumoxide doseertuiten, zirkoniumoxide smeltkroezen, zirkoniumoxide vuurvaste vezels, zirkoniumoxide korundstenen en zirkoniumoxide holle kogels, die gebruikt worden in de metallurgische en silicaatindustrie.
2. Structurele keramiek
Zirkoniumoxidekeramiek heeft goede mechanische eigenschappen en wordt veel gebruikt als constructiemateriaal in de techniek. Zirkoniumoxidekeramische lagers hebben een langere levensduur dan traditionele glij- en rollagers, zijn slijtvaster en corrosiebestendiger. Zirkoniumoxidekeramiek kan worden gebruikt voor cilindervoeringen, zuigerveren en andere onderdelen van motoren, wat de thermische efficiëntie verbetert en het gewicht vermindert. Kleppen van zirkoniumoxidekeramiek kunnen traditionele kleppen van metaallegering effectief vervangen, met name in zware werkomstandigheden, waardoor slijtage wordt verminderd en de corrosiebestendigheid wordt verbeterd, wat de levensduur aanzienlijk verlengt. Zirkoniumoxidekeramiek kan worden gebruikt voor het maken van keramische messen, die scherper zijn dan traditionele stalen messen en een fraai uiterlijk hebben, enzovoort.
3. Functionele keramiek
Zirkoniumoxide is elektrisch geleidend bij hoge temperaturen, vooral na toevoeging van stabilisatoren. Daarnaast worden piëzo-elektrische materialen, gevormd uit de belangrijkste componenten van zirkoniumoxide, veelvuldig gebruikt. Zuurstofsensoren van zirkoniumoxide zijn zeer gevoelig en worden op grote schaal ingezet voor het meten van het zuurstofgehalte in gesmolten staal, de zuurstof-gasverhouding in motoren en het zuurstofgehalte in industriële uitlaatgassen. Keramische materialen van zirkoniumoxide kunnen ook worden gebruikt voor temperatuur-, geluids-, druk- en acceleratiesensoren en andere intelligente, geautomatiseerde detectiesystemen.
4. Medische biomaterialen
De meest voorkomende toepassingen van zirkoniumoxidekeramiek in de biomedische sector zijn als restauratiemateriaal voor tanden en als chirurgisch instrument. In landen als Japan en de VS wordt zirkoniumoxide gebruikt voor de productie van porseleinen tanden met een goede transparantie, biocompatibiliteit en kwaliteit. Sommige onderzoekers zijn er zelfs al in geslaagd om met zirkoniumoxide kunstbotten te maken voor medische doeleinden.