El material cerámico refractario de alta temperatura 3YSZ, o lo que podemos llamar policristal de zirconio tetragonal (TZP), está hecho de óxido de zirconio que se ha estabilizado con óxido de mol itrio al 3 %.
Estos grados de zirconio tienen los granos más pequeños y la mayor dureza a temperatura ambiente, ya que casi todos son tetragonales. Y su tamaño de grano diminuto (submicrónico) hace posible lograr acabados superficiales sobresalientes y mantener un borde afilado.
La zirconia se usa con frecuencia como estabilizador con MgO, CaO o itria para promover el endurecimiento de transición. En lugar de que la primera descarga produzca una estructura cristalina totalmente tetragonal, se crea una estructura cristalina parcialmente cúbica que es metaestable al enfriarse. Los precipitados tetragonales experimentan un cambio de fase inducido por la tensión cerca de la punta de una grieta que avanza tras el impacto. Este proceso hace que la estructura se expanda mientras absorbe una cantidad significativa de energía, lo que explica la notable dureza de este material. Las altas temperaturas también provocan una cantidad significativa de reformado, lo que tiene un efecto adverso sobre la resistencia y provoca una expansión dimensional del 3 al 7%. Al agregar las mezclas antes mencionadas, se puede administrar la cantidad de tetragonal para lograr un equilibrio entre la dureza y la pérdida de resistencia.
A temperatura ambiente, la zirconia tetragonal estabilizada con 3% mol de Y2O3 (Y-TZP) muestra el mejor rendimiento en términos de tenacidad y resistencia a la flexión. También muestra propiedades como conductividad iónica, baja conductividad térmica, endurecimiento después de la transformación y efectos de memoria de forma. La zirconia tetragonal permite crear componentes cerámicos con una excelente resistencia a la corrosión, una resistencia superior al desgaste y un excelente acabado superficial.
Este tipo de características le permiten ser ampliamente utilizado en áreas como el campo biomédico para trasplante de cadera y reconstrucción dental, y en el campo nuclear como capa de barrera térmica en revestimientos de barras de combustible.
