Zirkonia digunakan dalam berbagai aplikasi dan pasar, dengan aplikasi spesifik termasuk sel bahan bakar padat, pengolahan gas buang otomotif, bahan kedokteran gigi, alat potong keramik, dan sisipan serat optik keramik zirkonia. Dengan perkembangan keramik zirkonia, telah terjadi pergeseran besar dalam bidang aplikasinya. Jika sebelumnya sebagian besar digunakan dalam bahan tahan api, kini telah diubah menjadi keramik struktural, biokeramik, dan keramik fungsional elektronik, dan semakin banyak digunakan di bidang teknologi tinggi seperti industri kedirgantaraan, penerbangan, dan nuklir.
1. Bahan tahan api
Zirkonium oksida secara kimia stabil dan memiliki stabilitas termal serta ketahanan terhadap guncangan termal yang baik, sehingga dapat digunakan sebagai lapisan keramik tahan panas dan produk refraktori suhu tinggi. Ia juga dapat ditambahkan ke bahan refraktori lainnya untuk meningkatkan ketahanan panas. Bahan refraktori yang terbuat dari zirkonia meliputi: corong pengukur ukuran zirkonia, krusibel zirkonia, serat refraktori zirkonia, bata korundum zirkonia, dan refraktori bola berongga zirkonia, yang digunakan dalam industri metalurgi dan silikat.
2. Keramik struktural
Keramik zirkonia memiliki sifat mekanik yang baik dan banyak digunakan sebagai material struktur teknik. Bantalan keramik zirkonia memiliki stabilitas umur pakai yang lebih tinggi daripada bantalan geser dan gelinding tradisional, lebih tahan aus dan tahan korosi; keramik zirkonia dapat dibuat menjadi liner silinder mesin, ring piston, dan bagian lainnya, yang dapat meningkatkan efisiensi termal sekaligus mengurangi massa; katup keramik zirkonia dapat secara efektif menggantikan katup paduan logam tradisional, terutama di lingkungan kerja yang keras, secara efektif mengurangi keausan dan meningkatkan ketahanan korosi, sehingga sangat meningkatkan umur pakai; keramik zirkonia dapat digunakan untuk membuat pisau keramik, yang lebih tajam daripada pisau baja tradisional dan memiliki tampilan yang indah, dll.
3. Keramik fungsional
Zirkonium oksida bersifat konduktif listrik pada suhu tinggi, terutama setelah penambahan stabilisator. Selain itu, material piezoelektrik yang dibentuk dari komponen utama zirkonia telah banyak digunakan. Sensor oksigen yang terbuat dari zirkonia sangat sensitif dan telah banyak digunakan untuk mendeteksi kandungan oksigen dalam baja cair, mendeteksi rasio oksigen terhadap gas dalam mesin, dan mendeteksi kandungan oksigen dalam gas buang industri. Material keramik zirkonia juga dapat dibuat menjadi sensor suhu, suara, tekanan, dan percepatan, serta sistem deteksi otomatis cerdas lainnya.
4. Biomaterial medis
Aplikasi paling umum dari material keramik zirkonia di bidang biomedis adalah sebagai bahan restorasi gigi dan alat bedah; di negara-negara seperti Jepang dan AS, material zirkonia digunakan untuk memproduksi gigi porselen dengan transparansi, biokompatibilitas, dan kualitas yang baik; dan beberapa peneliti telah berhasil menggunakan material zirkonia untuk membuat tulang buatan untuk keperluan medis.