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、自動車排気ガス処理、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スの開発に伴い、その応用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使用されていましたが、現在では構造セラミックス、バイオセラミックス、電子機能セラミックスへと発展し、航空宇宙、航空、原子力産業といったハイテク分野での利用も増加しています。
1. 耐火材料
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有するため、耐熱セラミックコーティングや高温耐火製品として使用できます。また、他の耐火材料に添加することで耐火性を向上させることも可能です。ジルコニア製の耐火材料には、ジルコニア製サイジングスパウト、ジルコニア製るつぼ、ジルコニア製耐火繊維、ジルコニア製コランダムレンガ、ジルコニア製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スは優れた機械的特性を持ち、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が安定しており、耐摩耗性や耐腐食性に優れています。ジルコニアセラミックスは、エンジン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、質量を減ら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代替でき、摩耗を効果的に低減し、耐腐食性を向上させることで、寿命を大幅に延ばします。ジルコニアセラミックスは、従来の鋼製ナイフよりも切れ味が鋭く、美しい外観を持つセラミックナイフの製造にも使用できます。
3. 機能性セラミックス
酸化ジルコニウムは、特に安定剤を添加すると、高温下で電気伝導性を示す。また、ジルコニアを主成分とする圧電材料は広く利用されている。ジルコニア製の酸素センサーは高感度であり、溶鋼中の酸素濃度、エンジン内の酸素ガス比、工業排ガス中の酸素濃度の検出などに数多く用いられている。ジルコニアセラミック材料は、温度、音、圧力、加速度センサーをはじめとする、様々なインテリジェントな自動検出システムにも応用可能である。
4. 医療用生体材料
生物医学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、歯科修復材料および外科用器具としてです。日本や米国などの国では、ジルコニア材料は透明度、生体適合性、品質に優れたセラミック歯の製造に使用されています。また、一部の研究者は、医療目的でジルコニア材料を用いて人工骨を製造することに既に成功しています。