Zirkonyum, katı yakıt hücreleri, otomotiv egzoz arıtma sistemleri, diş hekimliği malzemeleri, seramik kesme aletleri ve zirkonyum seramik fiber optik ekler gibi özel uygulamalarla birlikte çok çeşitli uygulama ve pazarlarda kullanılmaktadır. Zirkonyum seramiklerin geliştirilmesiyle birlikte uygulama alanlarında büyük bir değişim yaşanmıştır. Geçmişte ağırlıklı olarak refrakter malzemelerde kullanılırken, günümüzde yapısal seramiklere, biyoseramiklere ve elektronik fonksiyonel seramiklere dönüşmüş ve havacılık, uzay ve nükleer endüstriler gibi yüksek teknoloji alanlarında giderek daha fazla kullanılmaktadır.
1. Refrakter malzemeler
Zirkonyum oksit kimyasal olarak kararlıdır ve iyi termal kararlılığa ve termal şok direncine sahiptir, bu nedenle ısıya dayanıklı seramik kaplama ve yüksek sıcaklığa dayanıklı refrakter ürünler olarak kullanılabilir. Refrakterliği artırmak için diğer refrakter malzemelere de eklenebilir. Zirkonyadan üretilen refrakter malzemeler arasında; metalurji ve silikat endüstrilerinde kullanılan zirkonya boyutlandırma ağızları, zirkonya potaları, zirkonya refrakter lifleri, zirkonya korindon tuğlaları ve zirkonya içi boş bilye refrakterleri bulunur.
2.Yapısal seramikler
Zirkonyum seramikler iyi mekanik özelliklere sahiptir ve mühendislik yapı malzemeleri olarak yaygın olarak kullanılır. Zirkonyum seramik yataklar, geleneksel kayar ve yuvarlanan yataklara göre daha yüksek kullanım ömrü stabilitesine sahiptir, aşınmaya ve korozyona daha dayanıklıdır; zirkonyum seramikler, kütleyi azaltırken termal verimliliği artırabilen motor silindir gömlekleri, piston segmanları ve diğer parçalarda kullanılabilir; zirkonyum seramik valfler, özellikle zorlu çalışma ortamlarında geleneksel metal alaşımlı valflerin yerini etkili bir şekilde alabilir, aşınmayı etkili bir şekilde azaltır ve korozyon direncini artırarak kullanım ömrünü önemli ölçüde uzatır; zirkonyum seramikler, geleneksel çelik bıçaklardan daha keskin ve güzel görünümlü seramik bıçaklar vb. yapmak için kullanılabilir.
3.Fonksiyonel seramikler
Zirkonyum oksit, özellikle stabilizatörlerin eklenmesiyle yüksek sıcaklıklarda elektriksel olarak iletkendir. Ayrıca, zirkonyanın ana bileşenlerinden oluşturulan piezoelektrik malzemeler yaygın olarak kullanılmaktadır. Zirkonyadan üretilen oksijen sensörleri oldukça hassastır ve erimiş çeliğin oksijen içeriğini tespit etmek, motorlardaki oksijen-gaz oranını tespit etmek ve endüstriyel egzoz gazlarındaki oksijen içeriğini ölçmek için çok sayıda kullanılmıştır. Zirkonyum seramik malzemeler ayrıca sıcaklık, ses, basınç ve ivme sensörleri ve diğer akıllı otomatik algılama sistemlerine dönüştürülebilir.
4.Tıbbi biyomalzemeler
Zirkonyum seramik malzemelerin biyomedikal alanda en yaygın uygulamaları diş restoratif malzemeleri ve cerrahi aletler olarak; Japonya ve ABD gibi ülkelerde zirkonyum malzemeler iyi şeffaflığa, biyouyumluluğa ve kaliteye sahip porselen dişler üretmek için kullanılır; ve bazı araştırmacılar zirkonyum malzemelerini tıbbi amaçlar için yapay kemik yapmak için kullanmayı başarmışlardır.