ジルコニアは幅広い用途と市場で使用されており、具体的な用途としては、固体燃料電池、自動車排ガス処理、歯科材料、セラミック切削工具、ジルコニアセラミック光ファイバーインサートなどが挙げられます。ジルコニアセラミックの発展に伴い、その用途分野は大きく変化しました。かつては主に耐火材料として利用されていましたが、現在では構造用セラミック、バイオセラミック、電子機能性セラミックへと変貌を遂げ、航空宇宙産業、航空産業、原子力産業といったハイテク分野での利用がますます増えています。
1. 耐火物
酸化ジルコニウムは化学的に安定しており、優れた熱安定性と耐熱衝撃性を備えているため、耐熱セラミックコーティングや高温耐火物として使用できます。また、他の耐火物に添加することで耐火性を向上させることもできます。ジルコニア製の耐火物には、ジルコニアサイジングスパウト、ジルコニアるつぼ、ジルコニア耐火繊維、ジルコニアコランダム煉瓦、ジルコニア中空球状耐火物などがあり、冶金産業やケイ酸塩産業で使用されています。
2.構造用セラミックス
ジルコニアセラミックは優れた機械的特性を有し、エンジニアリング構造材料として広く使用されています。ジルコニアセラミックベアリングは、従来の滑り軸受や転がり軸受よりも寿命安定性が高く、耐摩耗性と耐腐食性に優れています。ジルコニアセラミックは、エンジンのシリンダーライナー、ピストンリングなどの部品に使用でき、質量を削減しながら熱効率を向上させることができます。ジルコニアセラミックバルブは、特に過酷な作業環境において、従来の金属合金バルブを効果的に置き換えることができ、摩耗を効果的に低減し、耐腐食性を向上させ、寿命を大幅に向上させます。ジルコニアセラミックは、従来の鋼製ナイフよりも鋭く、美しい外観を持つセラミックナイフの製造に使用できます。
3.機能性セラミックス
酸化ジルコニウムは高温下でも導電性を示し、特に安定剤を添加するとその効果が顕著になります。さらに、ジルコニアを主成分とする圧電材料も広く利用されています。ジルコニア製の酸素センサーは高感度であり、溶鋼中の酸素含有量の検出、エンジン内の酸素とガスの比率の検出、産業排ガス中の酸素含有量の検出などに広く利用されています。ジルコニアセラミック材料は、温度センサー、音センサー、圧力センサー、加速度センサーなどのインテリジェントな自動検出システムにも応用できます。
4.医療用生体材料
バイオメディカル分野におけるジルコニアセラミック材料の最も一般的な用途は、歯科修復材料と外科用器具です。日本や米国などの国では、ジルコニア材料は透明性、生体適合性、品質に優れた磁器の歯の製造に使用されており、一部の研究者はすでにジルコニア材料を使用して医療用の人工骨を作ることに成功しています。