지르코니아는 고체 연료 전지, 자동차 배기가스 처리, 치과 재료, 세라믹 절삭 공구, 지르코니아 세라믹 광섬유 인서트 등 광범위한 분야와 시장에서 사용됩니다. 지르코니아 세라믹의 개발과 함께 그 응용 분야는 크게 변화했습니다. 과거에는 주로 내화 재료에 사용되었지만, 현재는 구조용 세라믹, 생체 세라믹, 전자 기능성 세라믹으로 발전했으며, 항공우주, 항공, 원자력 산업과 같은 첨단 기술 분야에서도 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
1. 내화 재료
산화지르코늄은 화학적으로 안정하고 열 안정성 및 열충격 저항성이 우수하여 내열 세라믹 코팅 및 고온 내화 제품으로 사용될 수 있습니다. 또한 다른 내화 재료에 첨가하여 내화성을 향상시킬 수도 있습니다. 지르코니아로 만든 내화 재료에는 지르코니아 사이징 스파우트, 지르코니아 도가니, 지르코니아 내화 섬유, 지르코니아 코런덤 벽돌 및 지르코니아 중공구 내화물 등이 있으며, 이들은 야금 및 규산염 산업에서 사용됩니다.
2. 구조용 세라믹
지르코니아 세라믹은 우수한 기계적 특성을 지니고 있어 엔지니어링 구조 재료로 널리 사용됩니다. 지르코니아 세라믹 베어링은 기존의 슬라이딩 및 롤링 베어링보다 수명 안정성이 높고 내마모성 및 내식성이 뛰어납니다. 엔진 실린더 라이너, 피스톤 링 등의 부품에 지르코니아 세라믹을 사용하면 열효율을 향상시키면서 무게를 줄일 수 있습니다. 지르코니아 세라믹 밸브는 특히 가혹한 작업 환경에서 기존 금속 합금 밸브를 효과적으로 대체하여 마모를 줄이고 내식성을 향상시켜 수명을 크게 연장할 수 있습니다. 또한 지르코니아 세라믹은 기존 강철 칼보다 날카롭고 외관이 아름다운 세라믹 칼을 만드는 데에도 사용될 수 있습니다.
3. 기능성 세라믹
지르코늄 산화물은 고온에서, 특히 안정제를 첨가했을 때 전기 전도성이 우수합니다. 또한, 지르코니아의 주요 구성 요소로 이루어진 압전 재료가 널리 사용되고 있습니다. 지르코니아로 만든 산소 센서는 감도가 매우 높아 용융강의 산소 함량, 엔진의 산소 대 가스 비율, 산업 배기가스의 산소 함량 등을 검출하는 데 대량으로 사용되고 있습니다. 지르코니아 세라믹 소재는 온도, 소리, 압력, 가속도 센서 및 기타 지능형 자동 감지 시스템에도 활용될 수 있습니다.
4. 의료용 생체재료
지르코니아 세라믹 소재는 생의학 분야에서 치과 보철 재료 및 수술 도구로 가장 흔하게 사용됩니다. 일본과 미국 같은 국가에서는 지르코니아 소재를 이용하여 투명도, 생체 적합성 및 품질이 우수한 도자기 치아를 생산하고 있으며, 일부 연구자들은 이미 지르코니아 소재를 사용하여 의료용 인공 뼈를 만드는 데 성공했습니다.