Zirkoniumoksid brukes i en rekke bruksområder og markeder, med spesifikke bruksområder som blant annet faste brenselceller, behandling av eksos fra biler, tannmaterialer, keramiske skjæreverktøy og fiberoptiske innsatser i zirkoniumkeramikk. Med utviklingen av zirkoniumkeramikk har det vært et stort skifte i bruksområdene deres. Mens de tidligere hovedsakelig ble brukt i ildfaste materialer, har de nå blitt omdannet til strukturkeramikk, biokeramikk og elektronisk funksjonell keramikk, og brukes i økende grad innen høyteknologiske felt som romfart, luftfart og kjernekraftindustri.
1. Ildfaste materialer
Zirkoniumoksid er kjemisk stabilt og har god termisk stabilitet og motstand mot termisk sjokk, slik at det kan brukes som et varmebestandig keramisk belegg og ildfaste produkter som tåler høye temperaturer. Det kan også tilsettes andre ildfaste materialer for å forbedre ildfastheten. Ildfaste materialer laget av zirkoniumoksid inkluderer: zirkoniumdistilleringsrør, zirkoniumdigler, ildfaste zirkoniumfibre, zirkoniumkorundstein og ildfaste materialer med hule zirkoniumkuler, som brukes i metallurgisk industri og silikatindustrien.
2. Strukturell keramikk
Zirkoniumkeramikk har gode mekaniske egenskaper og er mye brukt som konstruksjonsmaterialer. Zirkoniumkeramiske lagre har høyere levetidsstabilitet enn tradisjonelle glide- og rullelagre, mer slitesterke og korrosjonsbestandige. Zirkoniumkeramikk kan lages til sylinderforinger, stempelringer og andre deler, noe som kan forbedre termisk effektivitet samtidig som det reduserer massen. Zirkoniumkeramiske ventiler kan effektivt erstatte tradisjonelle metalllegeringsventiler, spesielt i tøffe arbeidsmiljøer, noe som effektivt reduserer slitasje og forbedrer korrosjonsmotstanden, og dermed forbedrer levetiden betraktelig. Zirkoniumkeramikk kan brukes til å lage keramiske kniver, som er skarpere enn tradisjonelle stålkniver og har et vakkert utseende, etc.
3. Funksjonell keramikk
Zirkoniumoksid er elektrisk ledende ved høye temperaturer, spesielt etter tilsetning av stabilisatorer. I tillegg har piezoelektriske materialer dannet fra hovedkomponentene i zirkoniumoksid blitt mye brukt. Oksygensensorer laget av zirkoniumoksid er svært følsomme og har blitt brukt i stort antall for å detektere oksygeninnholdet i smeltet stål, for å detektere forholdet mellom oksygen og gass i motorer og for å detektere oksygeninnholdet i industrielle eksosgasser. Zirkoniumkeramiske materialer kan også lages til temperatur-, lyd-, trykk- og akselerasjonssensorer og andre intelligente automatiserte deteksjonssystemer.
4. Medisinske biomaterialer
De vanligste bruksområdene for zirkoniumkeramiske materialer innen det biomedisinske feltet er som tannrestaureringsmaterialer og kirurgiske verktøy. I land som Japan og USA brukes zirkoniummaterialer til å produsere porselenstenner med god gjennomsiktighet, biokompatibilitet og kvalitet. Noen forskere har allerede lykkes med å bruke zirkoniummaterialer til å lage kunstige bein til medisinske formål.