مادة السيراميك المقاومة للحرارة العالية 3YSZ ، أو ما يمكن أن نسميه بلورات الزركونيا الرباعية الزركون (TZP) ، مصنوعة من أكسيد الزركونيوم الذي تم تثبيته باستخدام 3٪ جزيء من أكسيد الإيتريوم.

تحتوي درجات الزركونيا هذه على أصغر حبيبات وأكبر صلابة في درجة حرارة الغرفة نظرًا لأنها كلها تقريبًا رباعي الزوايا. كما أن حجم حبيباته الصغير (أقل من ميكرون) يجعل من الممكن تحقيق تشطيبات السطح المتميزة والحفاظ على حافة حادة.

كثيرًا ما يستخدم الزركونيا كمثبت مع MgO أو CaO أو Yttria لتعزيز التشديد الانتقالي. بدلاً من التفريغ الأول الذي ينتج عنه هيكل بلوري رباعي الزوايا تمامًا ، فإن هذا يخلق بنية بلورية مكعبة جزئيًا تكون ثابتة عند التبريد. تمر رواسب رباعي الزوايا بتغير طور ناتج عن الإجهاد بالقرب من طرف صدع متقدم عند الاصطدام. تتسبب هذه العملية في تمدد الهيكل مع امتصاص قدر كبير من الطاقة ، وهو ما يمثل المتانة الملحوظة لهذه المادة. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة أيضًا إلى قدر كبير من إعادة التشكيل ، والذي له تأثير سلبي على القوة ويسبب تمددًا في الأبعاد بنسبة 3-7٪. من خلال إضافة الخلطات المذكورة أعلاه ، يمكن إدارة كمية رباعي الزوايا لتحقيق التوازن بين المتانة وفقدان القوة.

في درجة حرارة الغرفة ، تعرض الزركونيا رباعي الزوايا المستقرة بنسبة 3 جزيء جرامي من Y2O3 (Y-TZP) أفضل أداء من حيث المتانة وقوة الانحناء. كما يظهر خصائص مثل التوصيل الأيوني ، والتوصيل الحراري المنخفض ، والتقوية بعد التحول ، وتأثيرات ذاكرة الشكل. يتيح الزركونيا رباعي الزركون إمكانية إنشاء مكونات خزفية ذات مقاومة تآكل فائقة ومقاومة فائقة للتآكل وتشطيب ممتاز للسطح.

تتيح هذه الأنواع من الميزات إمكانية استخدامها على نطاق واسع في مجالات مثل المجال الطبي الحيوي لزراعة الورك وإعادة بناء الأسنان ، وفي المجال النووي كطبقة حاجز حراري في أغطية قضبان الوقود.