Wysokotemperaturowy ogniotrwały materiał ceramiczny 3YSZ, czyli tak zwany tetragonalny polikrystaliczny cyrkon (TZP), jest wykonany z tlenku cyrkonu, który został ustabilizowany 3% tlenkiem molowo-itru.
Te gatunki tlenku cyrkonu mają najmniejsze ziarna i największą twardość w temperaturze pokojowej, ponieważ prawie wszystkie są czworokątne. A jego mały (submikronowy) rozmiar ziarna umożliwia osiągnięcie wyjątkowego wykończenia powierzchni i zachowanie ostrych krawędzi.
Cyrkon jest często używany jako stabilizator z MgO, CaO lub itrem w celu promowania hartowania przejściowego. Zamiast pierwszego wyładowania wytwarzającego całkowicie tetragonalną strukturę krystaliczną, tworzy to częściowo sześcienną strukturę krystaliczną, która jest metastabilna po ochłodzeniu. Tetragonalne osady po uderzeniu doświadczają wywołanej naprężeniami zmiany fazowej w pobliżu postępującego wierzchołka pęknięcia. Proces ten powoduje rozszerzanie się struktury przy jednoczesnym pochłanianiu znacznej ilości energii, co odpowiada za niezwykłą wytrzymałość tego materiału. Wysokie temperatury powodują również znaczną ilość reformingu, co ma niekorzystny wpływ na wytrzymałość i powoduje rozszerzenie wymiarowe o 3-7%. Dodając wyżej wymienione mieszanki, można zarządzać ilością tetragonalu, aby zachować równowagę między wytrzymałością a utratą siły.
W temperaturze pokojowej tetragonalny tlenek cyrkonu stabilizowany 3% molowymi Y2O3 (Y-TZP) wykazuje najlepsze właściwości pod względem udarności i wytrzymałości na zginanie. Wykazuje również takie właściwości, jak przewodność jonowa, niska przewodność cieplna, hartowanie po przemianie i efekty pamięci kształtu. Tetragonalny tlenek cyrkonu umożliwia tworzenie elementów ceramicznych o wyjątkowej odporności na korozję, doskonałej odporności na zużycie i doskonałym wykończeniu powierzchni.
Tego rodzaju cechy umożliwiają szerokie zastosowanie w dziedzinach takich jak dziedzina biomedycyny do przeszczepów stawu biodrowego i rekonstrukcji zębów oraz w dziedzinie jądrowej jako warstwa bariery termicznej w okładzinach prętów paliwowych.
