Цирконий используется в широком спектре применений и на рынках, причем конкретные области применения включают твердые топливные элементы, очистку выхлопных газов автомобилей, стоматологические материалы, керамические режущие инструменты и циркониевые керамические волоконно-оптические вставки.С развитием циркониевой керамики произошел существенный сдвиг в областях ее применения.Если в прошлом они в основном использовались в огнеупорных материалах, то теперь они трансформировались в конструкционную керамику, биокерамику и электронную функциональную керамику и все чаще используются в таких высокотехнологичных областях, как аэрокосмическая, авиационная и атомная промышленность.
1. Огнеупорные материалы
Оксид циркония химически стабилен, обладает хорошей термической стабильностью и термостойкостью, поэтому его можно использовать в качестве термостойкого керамического покрытия и высокотемпературных огнеупорных изделий.Его также можно добавлять к другим огнеупорным материалам для улучшения огнеупорности.К огнеупорным материалам из диоксида циркония относятся: циркониевые калибровочные желоба, циркониевые тигли, циркониевые огнеупорные волокна, циркониевые корундовые кирпичи и циркониевые полые шаровые огнеупоры, которые используются в металлургической и силикатной промышленности.
2. Структурная керамика
Циркониевая керамика обладает хорошими механическими свойствами и широко используется в качестве конструкционных материалов.Подшипники из циркониевой керамики имеют более высокую долговечность, чем традиционные подшипники скольжения и качения, более износостойкие и коррозионностойкие;из циркониевой керамики можно изготавливать гильзы цилиндров двигателей, поршневые кольца и другие детали, что позволяет повысить термический КПД при одновременном снижении массы;клапаны из циркониевой керамики могут эффективно заменить традиционные клапаны из металлических сплавов, особенно в суровых рабочих условиях, эффективно снижая износ и улучшая коррозионную стойкость, тем самым значительно продлевая срок службы;циркониевую керамику можно использовать для изготовления керамических ножей, которые острее традиционных стальных ножей, имеют красивый внешний вид и т. д.
3. Функциональная керамика
Оксид циркония электропроводен при высоких температурах, особенно после добавления стабилизаторов.Кроме того, широкое распространение получили пьезоэлектрические материалы, изготовленные из основных компонентов диоксида циркония.Датчики кислорода, изготовленные из диоксида циркония, обладают высокой чувствительностью и широко используются для определения содержания кислорода в расплавленной стали, для определения соотношения кислорода и газа в двигателях и для определения содержания кислорода в промышленных выхлопных газах.Из циркониевых керамических материалов также можно изготавливать датчики температуры, звука, давления и ускорения, а также другие интеллектуальные автоматизированные системы обнаружения.
4.Медицинские биоматериалы
Наиболее распространенными применениями циркониевых керамических материалов в биомедицинской области являются стоматологические реставрационные материалы и хирургические инструменты;в таких странах, как Япония и США, циркониевые материалы используются для изготовления фарфоровых зубов, обладающих хорошей прозрачностью, биосовместимостью и качеством;а некоторым исследователям уже удалось использовать диоксид циркония для изготовления искусственных костей в медицинских целях.