يُستخدم الزركونيا في مجموعة واسعة من التطبيقات والأسواق، وتشمل تطبيقاته خلايا الوقود الصلب، ومعالجة عوادم السيارات، ومواد طب الأسنان، وأدوات القطع الخزفية، وحشوات الألياف البصرية الخزفية المصنوعة من الزركونيا. مع تطور سيراميك الزركونيا، حدث تحول كبير في مجالات تطبيقه. فبينما كان يُستخدم في الماضي بشكل رئيسي في المواد المقاومة للحرارة، فقد تحول الآن إلى سيراميك إنشائي، وسيراميك حيوي، وسيراميك وظيفي إلكتروني، ويتزايد استخدامه في مجالات التكنولوجيا المتقدمة مثل صناعات الفضاء والطيران والطاقة النووية.
1. المواد المقاومة للحرارة
يتميز أكسيد الزركونيوم بثباته الكيميائي وثباته الحراري ومقاومته الجيدة للصدمات الحرارية، ما يجعله مناسبًا للاستخدام كطلاء سيراميكي مقاوم للحرارة، وكمنتجات حرارية عالية الحرارة. كما يُمكن إضافته إلى مواد حرارية أخرى لتحسين مقاومتها للحرارة. تشمل المواد الحرارية المصنوعة من الزركونيا: فوهات تحديد الحجم، وبواقي الزركونيا، وألياف الزركونيا الحرارية، وطوب كوروندوم الزركونيا، ومواد الزركونيا الحرارية الكروية المجوفة، والتي تُستخدم في الصناعات المعدنية والسيليكاتية.
2. السيراميك الهيكلي
تتميز سيراميكات الزركونيا بخصائص ميكانيكية ممتازة، وتُستخدم على نطاق واسع كمواد إنشائية هندسية. تتميز محامل سيراميكات الزركونيا بعمر افتراضي أطول من المحامل الانزلاقية والدحرجة التقليدية، كما أنها أكثر مقاومة للتآكل والتآكل. يمكن استخدام سيراميكات الزركونيا في بطانات أسطوانات المحرك وحلقات المكبس وأجزاء أخرى، مما يُحسّن الكفاءة الحرارية مع تقليل الكتلة. تُستبدل صمامات سيراميكات الزركونيا صمامات السبائك المعدنية التقليدية بفعالية، خاصةً في بيئات العمل القاسية، مما يُقلل التآكل ويُحسّن مقاومة التآكل، مما يُطيل عمرها الافتراضي بشكل كبير. كما يُمكن استخدام سيراميكات الزركونيا في صناعة سكاكين سيراميكية أكثر حدة من سكاكين الفولاذ التقليدية، وتتميز بمظهر جميل، وغيرها.
3. السيراميك الوظيفي
أكسيد الزركونيوم موصل كهربائيًا عند درجات الحرارة العالية، وخاصةً بعد إضافة مثبتات. إضافةً إلى ذلك، تُستخدم المواد الكهرضغطية المُكوّنة من المكونات الرئيسية للزركونيا على نطاق واسع. تتميز مستشعرات الأكسجين المصنوعة من الزركونيا بحساسيتها العالية، وقد استُخدمت بكثرة للكشف عن محتوى الأكسجين في الفولاذ المصهور، ونسبة الأكسجين إلى الغاز في المحركات، ومحتوى الأكسجين في غازات العادم الصناعية. كما يُمكن استخدام مواد سيراميك الزركونيا في أجهزة استشعار درجة الحرارة والصوت والضغط والتسارع، وغيرها من أنظمة الكشف الآلية الذكية.
4. المواد الحيوية الطبية
التطبيقات الأكثر شيوعا لمواد سيراميك الزركونيا في المجال الطبي الحيوي هي مواد ترميم الأسنان والأدوات الجراحية؛ في بلدان مثل اليابان والولايات المتحدة، تُستخدم مواد الزركونيا لإنتاج أسنان خزفية ذات شفافية جيدة وتوافق حيوي وجودة عالية؛ وقد نجح بعض الباحثين بالفعل في استخدام مواد الزركونيا لصنع عظام اصطناعية لأغراض طبية.