Η ζιρκονία χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών και αγορών, με συγκεκριμένες εφαρμογές όπως κυψέλες στερεών καυσίμων, επεξεργασία καυσαερίων αυτοκινήτων, οδοντιατρικά υλικά, κεραμικά εργαλεία κοπής και ένθετα οπτικών ινών από κεραμικό ζιρκονία. Με την ανάπτυξη των κεραμικών ζιρκονίου, έχει σημειωθεί μια σημαντική μετατόπιση στους τομείς εφαρμογής τους. Ενώ στο παρελθόν χρησιμοποιούνταν κυρίως σε πυρίμαχα υλικά, τώρα έχουν μετατραπεί σε δομικά κεραμικά, βιοκεραμικά και ηλεκτρονικά λειτουργικά κεραμικά, και χρησιμοποιούνται όλο και περισσότερο σε τομείς υψηλής τεχνολογίας όπως η αεροδιαστημική, η αεροπορία και η πυρηνική βιομηχανία.
1. Πυρίμαχα υλικά
Το οξείδιο του ζιρκονίου είναι χημικά σταθερό και έχει καλή θερμική σταθερότητα και αντοχή σε θερμικά σοκ, επομένως μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ανθεκτική στη θερμότητα κεραμική επίστρωση και ως πυρίμαχα προϊόντα υψηλής θερμοκρασίας. Μπορεί επίσης να προστεθεί σε άλλα πυρίμαχα υλικά για τη βελτίωση της πυρίμαχης ικανότητας. Τα πυρίμαχα υλικά που κατασκευάζονται από ζιρκονία περιλαμβάνουν: στόμια μέτρησης ζιρκονίας, χωνευτήρια ζιρκονίας, πυρίμαχες ίνες ζιρκονίας, τούβλα κορουνδίου ζιρκονίας και πυρίμαχα υλικά κοίλων σφαιρών ζιρκονίας, τα οποία χρησιμοποιούνται στις μεταλλουργικές και πυριτικές βιομηχανίες.
2. Δομική κεραμική
Τα κεραμικά ζιρκονίου έχουν καλές μηχανικές ιδιότητες και χρησιμοποιούνται ευρέως ως δομικά υλικά μηχανικής. Τα κεραμικά ρουλεμάν ζιρκονίου έχουν μεγαλύτερη σταθερότητα ζωής από τα παραδοσιακά ολισθαίνοντα και κυλιόμενα ρουλεμάν, είναι πιο ανθεκτικά στη φθορά και στη διάβρωση. Τα κεραμικά ζιρκονίου μπορούν να κατασκευαστούν σε χιτώνια κυλίνδρων κινητήρα, δακτυλίους εμβόλου και άλλα μέρη, τα οποία μπορούν να βελτιώσουν τη θερμική απόδοση μειώνοντας παράλληλα τη μάζα. Οι κεραμικές βαλβίδες ζιρκονίου μπορούν να αντικαταστήσουν αποτελεσματικά τις παραδοσιακές βαλβίδες μεταλλικών κραμάτων, ειδικά σε σκληρά περιβάλλοντα εργασίας, μειώνοντας αποτελεσματικά τη φθορά και βελτιώνοντας την αντοχή στη διάβρωση, βελτιώνοντας έτσι σημαντικά τη διάρκεια ζωής. Τα κεραμικά ζιρκονίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατασκευή κεραμικών μαχαιριών, τα οποία είναι πιο αιχμηρά από τα παραδοσιακά χαλύβδινα μαχαίρια και έχουν όμορφη εμφάνιση κ.λπ.
3. Λειτουργική κεραμική
Το οξείδιο του ζιρκονίου είναι ηλεκτρικά αγώγιμο σε υψηλές θερμοκρασίες, ειδικά μετά την προσθήκη σταθεροποιητών. Επιπλέον, έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως πιεζοηλεκτρικά υλικά που σχηματίζονται από τα κύρια συστατικά της ζιρκονίας. Οι αισθητήρες οξυγόνου που κατασκευάζονται από ζιρκονία είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι και έχουν χρησιμοποιηθεί σε μεγάλους αριθμούς για την ανίχνευση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο του τηγμένου χάλυβα, για την ανίχνευση της αναλογίας οξυγόνου προς αέριο σε κινητήρες και για την ανίχνευση της περιεκτικότητας σε οξυγόνο των βιομηχανικών καυσαερίων. Τα κεραμικά υλικά ζιρκονίου μπορούν επίσης να μετατραπούν σε αισθητήρες θερμοκρασίας, ήχου, πίεσης και επιτάχυνσης και άλλα έξυπνα αυτοματοποιημένα συστήματα ανίχνευσης.
4. Ιατρικά βιοϋλικά
Οι πιο συνηθισμένες εφαρμογές των κεραμικών υλικών ζιρκονίας στον βιοϊατρικό τομέα είναι ως οδοντιατρικά αποκαταστατικά υλικά και χειρουργικά εργαλεία. Σε χώρες όπως η Ιαπωνία και οι ΗΠΑ, τα υλικά ζιρκονίας χρησιμοποιούνται για την παραγωγή πορσελάνινων δοντιών με καλή διαφάνεια, βιοσυμβατότητα και ποιότητα. Και ορισμένοι ερευνητές έχουν ήδη καταφέρει να χρησιμοποιήσουν υλικά ζιρκονίας για την κατασκευή τεχνητών οστών για ιατρικούς σκοπούς.