L’utilisation principale de la zircone est dans la production de céramiques dures, telles que la dentisterie, avec d’autres utilisations, notamment comme revêtement protecteur sur les particules de pigments de dioxyde de titane, comme matériau réfractaire, isolant, abrasifs et émaux.
La zircone stabilisée est utilisée dans les capteurs d’oxygène et les membranes de piles à combustible car elle a la capacité de permettre aux ions oxygène de se déplacer librement à travers la structure cristalline à des températures élevées. Cette conductivité ionique élevée (et une faible conductivité électronique) en fait l’une des électrocéramiques les plus utiles. Le dioxyde de zirconium est également utilisé comme électrolyte solide dans les dispositifs électrochromes.
La zircone est un précurseur du titanate de zirconate de plomb électrocéramique (PZT), qui est un diélectrique à haute teneur en K, que l’on trouve dans une myriade de composants.
Utilisation de nichesmodifier
La très faible conductivité thermique de la phase cubique de zircone a également conduit à son utilisation comme revêtement de barrière thermique, ou TBC, dans les moteurs à réaction et diesel pour permettre un fonctionnement à des températures plus élevées. Thermodynamiquement, plus la température de fonctionnement d’un moteur est élevée, plus le rendement possible est élevé. Une autre utilisation à faible conductivité thermique est une isolation en fibres céramiques pour les fours à croissance cristalline, l’isolation des piles à combustible et les systèmes de chauffage infrarouge.
Ce matériau est également utilisé en dentisterie dans la fabrication de sous-cadres pour la construction de restaurations dentaires telles que des couronnes et des ponts, qui sont ensuite plaqués avec une porcelaine feldspathique conventionnelle pour des raisons esthétiques, ou de prothèses dentaires solides et extrêmement durables construites entièrement en zircone monolithique, avec une esthétique limitée mais en constante amélioration. La zircone stabilisée à l’yttrie (oxyde d’yttrium), connue sous le nom de zircone stabilisée à l’yttrie, peut être utilisée comme matériau de base solide dans certaines restaurations complètes de couronnes en céramique.
La zircone durcie par transformation est utilisée pour fabriquer des couteaux en céramique. En raison de leur dureté, les couverts à bords en céramique restent tranchants plus longtemps que les produits à bords en acier.
En raison de son infusibilité et de sa luminosité brillante à incandescence, il a été utilisé comme ingrédient de bâtons pour les feux de la rampe.
La zircone a été proposée pour électrolyser le monoxyde de carbone et l’oxygène de l’atmosphère de Mars afin de fournir à la fois du carburant et un oxydant qui pourrait être utilisé comme réserve d’énergie chimique pour le transport de surface sur Mars. Des moteurs à monoxyde de carbone / oxygène ont été suggérés pour une utilisation précoce du transport en surface car le monoxyde de carbone et l’oxygène peuvent être produits directement par électrolyse de la zircone sans nécessiter l’utilisation de l’une des ressources en eau martienne pour obtenir de l’hydrogène, ce qui serait nécessaire pour la production de méthane ou de combustibles à base d’hydrogène.
La zircone peut être utilisée comme photocatalyseur car sa bande interdite élevée (~ 5 eV) permet la génération d’électrons et de trous à haute énergie. Certaines études ont démontré l’activité de la zircone dopée (afin d’augmenter l’absorption de la lumière visible) dans la dégradation des composés organiques et la réduction du Cr(VI) des eaux usées.
La zircone est également un matériau diélectrique potentiel à k élevé avec des applications potentielles en tant qu’isolant dans les transistors.
La zircone est également utilisée dans le dépôt de revêtements optiques; c’est un matériau à indice élevé utilisable du proche UV au moyen IR, en raison de sa faible absorption dans cette région spectrale. Dans de telles applications, il est typiquement déposé par PVD.
Dans la fabrication de bijoux, certains boîtiers de montres sont annoncés comme étant de l' »oxyde de zirconium noir ». En 2015, Omega a sorti une montre entièrement ZrO2 nommée « The Dark Side of The Moon » avec boîtier, lunette, poussoirs et fermoir en céramique, la présentant comme quatre fois plus dure que l’acier inoxydable et donc beaucoup plus résistante aux rayures au quotidien.
Simulation de diamantmodifier
Les monocristaux de la phase cubique de la zircone sont couramment utilisés comme simulant de diamant dans les bijoux. Comme le diamant, la zircone cubique a une structure cristalline cubique et un indice de réfraction élevé. Il est difficile de discerner visuellement une gemme de zircone cubique de bonne qualité à partir d’un diamant, et la plupart des bijoutiers disposeront d’un testeur de conductivité thermique pour identifier la zircone cubique par sa faible conductivité thermique (le diamant est un très bon conducteur thermique). Cet état de zircone est communément appelé zircone cubique, CZ ou zircon par les bijoutiers, mais le nom de famille n’est pas chimiquement précis. Zircon est en fait le nom minéral du silicate de zirconium naturel (ZrSiO4).