Die Hauptverwendung von Zirkoniumdioxid ist bei der Herstellung von Hartkeramik, wie in der Zahnmedizin, mit anderen Anwendungen, einschließlich als Schutzschicht auf Partikeln von Titandioxidpigmenten, als feuerfestes Material, in Isolierung, Schleifmittel und Emails.
Stabilisiertes Zirkoniumdioxid wird in Sauerstoffsensoren und Brennstoffzellenmembranen verwendet, da es Sauerstoffionen bei hohen Temperaturen die freie Bewegung durch die Kristallstruktur ermöglicht. Diese hohe Ionenleitfähigkeit (und eine niedrige elektronische Leitfähigkeit) macht es zu einer der nützlichsten Elektrokeramiken. Zirkoniumdioxid wird auch als Festelektrolyt in elektrochromen Geräten verwendet.
Zirkonoxid ist ein Vorläufer des elektrokeramischen Bleizirkonattitanats (PZT), eines Hochk-Dielektrikums, das in unzähligen Bauteilen vorkommt.
Nischenbearbeiten
Die sehr geringe Wärmeleitfähigkeit der kubischen Phase von Zirkonoxid hat auch zu seiner Verwendung als Wärmedämmschicht oder TBC in Jet- und Dieselmotoren geführt, um den Betrieb bei höheren Temperaturen zu ermöglichen. Thermodynamisch gesehen ist der mögliche Wirkungsgrad umso größer, je höher die Betriebstemperatur eines Motors ist. Eine weitere Verwendung mit geringer Wärmeleitfähigkeit ist eine Keramikfaserisolierung für Kristallwachstumsöfen, Brennstoffzellenstapelisolierungen und Infrarotheizsysteme.
Dieses Material wird auch in der Zahnheilkunde bei der Herstellung von Untergestellen für den Bau von Zahnrestaurationen wie Kronen und Brücken verwendet, die dann aus ästhetischen Gründen mit einem herkömmlichen Feldspat-Porzellan verblendet werden, oder von starken, extrem haltbaren Zahnprothesen, die vollständig aus monolithischem Zirkonoxid bestehen, mit begrenzter, aber sich ständig verbessernder Ästhetik. Mit Yttriumoxid stabilisiertes Zirkonoxid (Yttriumoxid), bekannt als yttriumstabilisiertes Zirkonoxid, kann als starkes Basismaterial in einigen vollkeramischen Kronenrestaurationen verwendet werden.
> Gehärtetes Zirkonoxid wird zur Herstellung von Keramikmessern verwendet. Aufgrund der härte, keramik-edged besteck bleibt sharp länger als stahl edged produkte.
Aufgrund seiner Unschmelzbarkeit und brillanten Leuchtkraft beim Glühen wurde es als Bestandteil von Sticks für das Rampenlicht verwendet.
Zirkonoxid wurde vorgeschlagen, Kohlenmonoxid und Sauerstoff aus der Marsatmosphäre zu elektrolysieren, um sowohl Brennstoff als auch Oxidationsmittel bereitzustellen, das als chemischer Energiespeicher für den Oberflächentransport auf dem Mars verwendet werden könnte. Kohlenmonoxid / Sauerstoff-Motoren wurden für den frühen Oberflächentransport vorgeschlagen, da sowohl Kohlenmonoxid als auch Sauerstoff einfach durch Zirkonoxidelektrolyse hergestellt werden können, ohne dass eine der Marswasserressourcen zur Gewinnung von Wasserstoff benötigt wird, der für die Herstellung von Methan oder Wasserstoff benötigt würde -basierte Brennstoffe.
Zirkonoxid kann als Photokatalysator verwendet werden, da seine hohe Bandlücke (~ 5 eV) die Erzeugung hochenergetischer Elektronen und Löcher ermöglicht. Einige Studien zeigten die Aktivität von dotiertem Zirkonoxid (um die Absorption von sichtbarem Licht zu erhöhen) beim Abbau organischer Verbindungen und bei der Reduzierung von Cr (VI) aus Abwässern.
Zirkonoxid ist auch ein potentielles Hoch-k-Dielektrikum mit potenziellen Anwendungen als Isolator in Transistoren.
Zirkonoxid wird auch bei der Abscheidung optischer Beschichtungen eingesetzt; es ist ein High-Index-Material, das aufgrund seiner geringen Absorption in diesem Spektralbereich vom nahen UV bis zum mittleren IR verwendet werden kann. In solchen Anwendungen wird es typischerweise durch PVD abgeschieden.
In schmuck machen, einige uhr fällen sind beworben als „schwarz zirkonium oxid“. Im Jahr 2015 veröffentlichte Omega eine voll ZrO2-Uhr namens „The Dark Side of The Moon“ mit Keramikgehäuse, Lünette, Drücker und Verschluss, Werbung als viermal härter als Edelstahl und daher viel widerstandsfähiger gegen Kratzer im täglichen Gebrauch.
Diamond simulantbearbeiten
Einkristalle der kubischen Phase von Zirkonoxid werden üblicherweise als Diamantsimulans in Schmuck verwendet. Wie Diamant hat Zirkonia eine kubische Kristallstruktur und einen hohen Brechungsindex. Es ist schwierig, einen Zirkonia-Edelstein von guter Qualität visuell von einem Diamanten zu unterscheiden, und die meisten Juweliere verfügen über einen Wärmeleitfähigkeitstester, um Zirkonia anhand seiner geringen Wärmeleitfähigkeit zu identifizieren (Diamant ist ein sehr guter Wärmeleiter). Dieser Zustand von Zirkonia wird von Juwelieren allgemein als Zirkonia, CZ oder Zirkon bezeichnet, aber der Nachname ist chemisch nicht korrekt. Zirkon ist eigentlich der Mineralname für natürlich vorkommendes Zirkoniumsilikat (ZrSiO4).