El uso principal de la circonia es en la producción de cerámica dura, como en odontología, con otros usos, como revestimiento protector sobre partículas de pigmentos de dióxido de titanio, como material refractario, en aislamiento, abrasivos y esmaltes.
La zirconia estabilizada se utiliza en sensores de oxígeno y membranas de pilas de combustible porque tiene la capacidad de permitir que los iones de oxígeno se muevan libremente a través de la estructura cristalina a altas temperaturas. Esta alta conductividad iónica (y una baja conductividad electrónica) la convierte en una de las electrocerámicas más útiles. El dióxido de circonio también se utiliza como electrolito sólido en dispositivos electrocrómicos.
La zirconia es un precursor del titanato de zirconato de plomo electrocerámico (PZT), que es un dieléctrico de alto K, que se encuentra en innumerables componentes.
Usos de nichoseditar
La muy baja conductividad térmica de la fase cúbica de zirconia también ha llevado a su uso como revestimiento de barrera térmica, o TBC, en motores a reacción y diesel para permitir el funcionamiento a temperaturas más altas. Termodinámicamente, cuanto mayor sea la temperatura de funcionamiento de un motor, mayor será la eficiencia posible. Otro uso de baja conductividad térmica es un aislamiento de fibra cerámica para hornos de crecimiento de cristales, aislamiento de pilas de combustible y sistemas de calefacción por infrarrojos.
Este material también se utiliza en odontología en la fabricación de subestructuras para la construcción de restauraciones dentales, como coronas y puentes, que luego se chapan con una porcelana feldespática convencional por razones estéticas, o de prótesis dentales fuertes y extremadamente duraderas construidas enteramente de circonia monolítica, con una estética limitada pero en constante mejora. La zirconia estabilizada con itria (óxido de itrio), conocida como zirconia estabilizada con itria, se puede utilizar como un material de base fuerte en algunas restauraciones de corona de cerámica completa.
La zirconia endurecida por transformación se utiliza para fabricar cuchillos de cerámica. Debido a la dureza, los cubiertos con bordes de cerámica permanecen afilados durante más tiempo que los productos con bordes de acero.
Debido a su infusibilidad y luminosidad brillante cuando es incandescente, se usó como ingrediente de palos para el centro de atención.
Se ha propuesto la zirconia para electrolizar el monóxido de carbono y el oxígeno de la atmósfera de Marte para proporcionar combustible y oxidante que podrían usarse como almacenamiento de energía química para su uso en el transporte de superficie en Marte. Se han sugerido motores de monóxido de carbono / oxígeno para el transporte de superficie temprano, ya que tanto el monóxido de carbono como el oxígeno pueden ser producidos directamente por electrólisis de zirconia sin requerir el uso de ninguno de los recursos hídricos marcianos para obtener hidrógeno, que sería necesario para la producción de metano o cualquier combustible a base de hidrógeno.
La zirconia se puede utilizar como fotocatalizador ya que su espacio de banda alta (~5 eV) permite la generación de electrones y agujeros de alta energía. Algunos estudios demostraron la actividad de la zirconia dopada (para aumentar la absorción de luz visible) en la degradación de compuestos orgánicos y la reducción de Cr(VI) de aguas residuales.
La zirconia también es un material dieléctrico de alto k potencial con aplicaciones potenciales como aislante en transistores.
La zirconia también se emplea en la deposición de recubrimientos ópticos; es un material de alto índice utilizable desde el ULTRAVIOLETA cercano al infrarrojo medio, debido a su baja absorción en esta región espectral. En tales aplicaciones, normalmente se deposita mediante PVD.
En la fabricación de joyas, algunas cajas de relojes se anuncian como «óxido de circonio negro». En 2015, Omega lanzó un reloj totalmente ZrO2 llamado «El Lado Oscuro de la Luna» con caja, bisel, pulsadores y cierre de cerámica, anunciándolo como cuatro veces más duro que el acero inoxidable y, por lo tanto, mucho más resistente a los arañazos durante el uso diario.
Simulador de Diamantedit
Los monocristales de la fase cúbica de zirconia se usan comúnmente como simulantes de diamantes en joyas. Al igual que el diamante, la circonia cúbica tiene una estructura de cristal cúbica y un alto índice de refracción. Discernir visualmente una gema de zirconia cúbica de buena calidad de un diamante es difícil, y la mayoría de los joyeros tendrán un comprobador de conductividad térmica para identificar la zirconia cúbica por su baja conductividad térmica (el diamante es un muy buen conductor térmico). Este estado de circonio es comúnmente llamado circonio cúbico, CZ o circón por los joyeros, pero el apellido no es químicamente preciso. El circón es en realidad el nombre mineral para el silicato de circonio natural (ZrSiO4).