Zirkoniumoksidia käytetään monenlaisissa sovelluksissa ja markkinoilla, ja erityisiä sovelluksia ovat kiinteät polttokennot, autojen pakokaasujen käsittely, hammaslääketieteelliset materiaalit, keraamiset leikkaustyökalut ja zirkoniumoksidikeraamiset valokuituinsertit. Zirkoniumoksidikeraamien kehityksen myötä niiden sovellusalueilla on tapahtunut merkittävä muutos. Kun aiemmin niitä käytettiin pääasiassa tulenkestävissä materiaaleissa, ne ovat nyt siirtyneet rakennekeramiikkaan, biokeramiikkaan ja elektroniikkatoiminnalliseen keramiikkaan, ja niitä käytetään yhä enemmän korkean teknologian aloilla, kuten ilmailu- ja avaruusteollisuudessa, ilmailu- ja ydinteollisuudessa.
1. Tulenkestävät materiaalit
Zirkoniumoksidi on kemiallisesti stabiili ja sillä on hyvä lämmönkestävyys ja lämmönshokkien kestävyys, joten sitä voidaan käyttää lämmönkestävänä keraamisena pinnoitteena ja korkean lämpötilan tulenkestävissä tuotteissa. Sitä voidaan myös lisätä muihin tulenkestäviin materiaaleihin tulenkestävyyden parantamiseksi. Zirkoniumoksidista valmistettuja tulenkestäviä materiaaleja ovat: zirkoniumoksidin liimausputket, zirkoniumoksidiupokkaat, zirkoniumoksidin tulenkestävät kuidut, zirkoniumoksidikorunditiilet ja zirkoniumoksidin ontot pallot, joita käytetään metallurgisessa ja silikaattiteollisuudessa.
2. Rakennekeramiikka
Zirkoniumoksidikeramiikalla on hyvät mekaaniset ominaisuudet ja sitä käytetään laajalti koneenrakennusrakenteina. Zirkoniumoksidilaakereilla on pidempi käyttöikä kuin perinteisillä liuku- ja vierintälaakereilla, ja ne ovat kulutusta ja korroosiota kestävämpiä. Zirkoniumoksidikeramiikasta voidaan valmistaa moottorin sylinterivuorauksia, männänrenkaita ja muita osia, mikä voi parantaa lämpötehokkuutta ja samalla vähentää massaa. Zirkoniumoksidikeraamiset venttiilit voivat tehokkaasti korvata perinteiset metalliseosventtiilit, erityisesti ankarissa työympäristöissä, mikä vähentää tehokkaasti kulumista ja parantaa korroosionkestävyyttä, mikä parantaa huomattavasti käyttöikää. Zirkoniumoksidikeramiikasta voidaan valmistaa keraamisia veitsiä, jotka ovat terävämpiä kuin perinteiset teräsveitset ja ulkonäöltään kauniita.
3. Toiminnallinen keramiikka
Zirkoniumoksidi on sähköä johtavaa korkeissa lämpötiloissa, erityisesti stabilointiaineiden lisäämisen jälkeen. Lisäksi zirkoniumoksidin pääkomponenteista muodostettuja pietsosähköisiä materiaaleja on käytetty laajalti. Zirkoniumoksidista valmistetut happianturit ovat erittäin herkkiä, ja niitä on käytetty suuria määriä sulan teräksen happipitoisuuden havaitsemiseen, hapen ja kaasun suhteen havaitsemiseen moottoreissa ja teollisuuden pakokaasujen happipitoisuuden havaitsemiseen. Zirkoniumoksidikeraamisista materiaaleista voidaan valmistaa myös lämpötila-, ääni-, paine- ja kiihtyvyysantureita sekä muita älykkäitä automatisoituja havaitsemisjärjestelmiä.
4. Lääketieteelliset biomateriaalit
Zirkoniumoksidikeraamisten materiaalien yleisimpiä käyttökohteita biolääketieteen alalla ovat hampaiden paikkausmateriaalit ja kirurgiset työkalut; esimerkiksi Japanissa ja Yhdysvalloissa zirkoniumoksidimateriaaleja käytetään läpinäkyvien, bioyhteensopivien ja laadukkaiden posliinihampaiden valmistukseen; ja jotkut tutkijat ovat jo onnistuneet käyttämään zirkoniumoksidimateriaaleja keinotekoisten luiden valmistukseen lääketieteellisiin tarkoituksiin.