Bahan keramik refraktori suhu tinggi 3YSZ, atau yang bisa kita sebut polikristal zirkonia tetragonal (TZP), terbuat dari zirkonium oksida yang telah distabilkan dengan 3% mol yttrium oksida.
Nilai zirkonia ini memiliki butiran terkecil dan kekerasan terbesar pada suhu kamar karena hampir semuanya berbentuk tetragonal. Dan ukuran butirannya yang kecil (sub-mikron) memungkinkan untuk mendapatkan permukaan akhir yang luar biasa dan mempertahankan tepian yang tajam.
Zirkonia sering digunakan sebagai penstabil dengan MgO, CaO, atau Yttria untuk meningkatkan ketangguhan transisi. Alih-alih pelepasan pertama menghasilkan struktur kristal tetragonal total, ini menciptakan sebagian struktur kristal kubik yang metastabil pada pendinginan. Endapan tetragonal mengalami perubahan fasa yang diinduksi tegangan dekat dengan ujung retak yang maju saat tumbukan. Proses ini menyebabkan struktur mengembang sambil menyerap sejumlah besar energi, yang menyebabkan ketangguhan material ini luar biasa. Temperatur yang tinggi juga menyebabkan sejumlah besar reforming, yang berdampak buruk pada kekuatan dan menyebabkan ekspansi dimensi 3-7%. Dengan menambahkan campuran yang disebutkan di atas, jumlah tetragonal dapat diatur untuk mencapai keseimbangan antara ketangguhan dan kehilangan kekuatan.
Pada suhu kamar, zirkonia tetragonal yang distabilkan dengan 3% mol Y2O3 (Y-TZP) menampilkan kinerja terbaik dalam hal ketangguhan, kekuatan lentur. Ini juga menunjukkan sifat seperti konduktivitas ionik, konduktivitas termal rendah, ketangguhan setelah transformasi, dan efek memori bentuk. Zirkonia tetragonal memungkinkan untuk membuat komponen keramik dengan ketahanan korosi yang luar biasa, ketahanan aus yang unggul, dan finishing permukaan yang sangat baik.
Jenis fitur ini memungkinkan untuk digunakan secara luas di bidang seperti bidang biomedis untuk transplantasi pinggul dan rekonstruksi gigi, dan di bidang nuklir sebagai lapisan penghalang termal pada kelongsong batang bahan bakar.
