Zirkonia digunakan dalam pelbagai aplikasi dan pasaran, dengan aplikasi khusus termasuk sel bahan api pepejal, rawatan ekzos automotif, bahan pergigian, alat pemotong seramik dan sisipan gentian optik seramik zirkonia. Dengan perkembangan seramik zirkonia, terdapat perubahan besar dalam bidang aplikasinya. Jika dahulu ia digunakan terutamanya dalam bahan refraktori, kini ia telah diubah menjadi seramik struktur, bioseramik dan seramik berfungsi elektronik, dan semakin banyak digunakan dalam bidang teknologi tinggi seperti industri aeroangkasa, penerbangan dan nuklear.
1. Bahan refraktori
Zirkonium oksida stabil secara kimia dan mempunyai kestabilan haba dan rintangan kejutan haba yang baik, jadi ia boleh digunakan sebagai salutan seramik tahan haba dan produk refraktori suhu tinggi. Ia juga boleh ditambah kepada bahan refraktori lain untuk meningkatkan kerefraktorian. Bahan refraktori yang diperbuat daripada zirkonia termasuk: muncung saiz zirkonia, mangkuk pijar zirkonia, gentian refraktori zirkonia, bata korundum zirkonia dan refraktori bebola berongga zirkonia, yang digunakan dalam industri metalurgi dan silikat.
2. Seramik struktur
Seramik zirkonia mempunyai sifat mekanikal yang baik dan digunakan secara meluas sebagai bahan struktur kejuruteraan. Galas seramik zirkonia mempunyai kestabilan hayat yang lebih tinggi daripada galas gelongsor dan gulung tradisional, lebih tahan haus dan tahan kakisan; seramik zirkonia boleh dibuat menjadi pelapik silinder enjin, gelang omboh dan bahagian lain, yang boleh meningkatkan kecekapan haba sambil mengurangkan jisim; injap seramik zirkonia boleh menggantikan injap aloi logam tradisional dengan berkesan, terutamanya dalam persekitaran kerja yang keras, berkesan mengurangkan haus dan meningkatkan rintangan kakisan, sekali gus meningkatkan hayat perkhidmatan dengan ketara; seramik zirkonia boleh digunakan untuk membuat pisau seramik, yang lebih tajam daripada pisau keluli tradisional dan mempunyai penampilan yang cantik, dsb.
3. Seramik berfungsi
Zirkonium oksida bersifat konduktif elektrik pada suhu tinggi, terutamanya selepas penambahan penstabil. Di samping itu, bahan piezoelektrik yang terbentuk daripada komponen utama zirkonia telah digunakan secara meluas. Sensor oksigen yang diperbuat daripada zirkonia sangat sensitif dan telah digunakan dalam jumlah yang besar untuk mengesan kandungan oksigen keluli lebur, untuk mengesan nisbah oksigen kepada gas dalam enjin dan untuk mengesan kandungan oksigen gas ekzos perindustrian. Bahan seramik zirkonia juga boleh dibuat menjadi sensor suhu, bunyi, tekanan dan pecutan serta sistem pengesanan automatik pintar yang lain.
4. Biobahan perubatan
Aplikasi bahan seramik zirkonia yang paling biasa dalam bidang bioperubatan adalah sebagai bahan restoratif pergigian dan alat pembedahan; di negara-negara seperti Jepun dan Amerika Syarikat, bahan zirkonia digunakan untuk menghasilkan gigi porselin dengan ketelusan, biokompatibiliti dan kualiti yang baik; dan beberapa penyelidik telah berjaya menggunakan bahan zirkonia untuk membuat tulang tiruan untuk tujuan perubatan.