O material cerâmico refratário de alta temperatura 3YSZ, ou o que podemos chamar de policristal de zircônia tetragonal (TZP), é feito de óxido de zircônio que foi estabilizado com 3% mol de óxido de ítrio.
Esses graus de zircônia têm os menores grãos e a maior dureza à temperatura ambiente, pois são quase todos tetragonais. E seu tamanho de grão minúsculo (sub-mícron) permite obter excelentes acabamentos de superfície e manter uma borda afiada.
A zircônia é frequentemente usada como estabilizador com MgO, CaO ou ítria para promover o endurecimento da transição. Em vez da primeira descarga produzir uma estrutura cristalina totalmente tetragonal, isso cria uma estrutura cristalina parcialmente cúbica que é metaestável após o resfriamento. Os precipitados tetragonais experimentam uma mudança de fase induzida por tensão perto de uma ponta de trinca avançando após o impacto. Esse processo faz com que a estrutura se expanda enquanto absorve uma quantidade significativa de energia, o que explica a notável tenacidade desse material. Altas temperaturas também causam uma quantidade significativa de reforma, o que tem um efeito adverso na resistência e causa uma expansão dimensional de 3 a 7%. Ao adicionar as misturas acima mencionadas, a quantidade de tetragonal pode ser gerenciada para encontrar um equilíbrio entre tenacidade e perda de resistência.
À temperatura ambiente, a zircônia tetragonal estabilizada com 3 mol% Y2O3 (Y-TZP) exibe o melhor desempenho em termos de tenacidade e resistência à flexão. Ele também mostra propriedades como condutividade iônica, baixa condutividade térmica, endurecimento após transformação e efeitos de memória de forma. A zircônia tetragonal possibilita a criação de componentes cerâmicos com excelente resistência à corrosão, resistência superior ao desgaste e excelente acabamento superficial.
Esses tipos de recursos permitem que ele seja amplamente utilizado em áreas como o campo biomédico para transplante de quadril e reconstrução dentária, e no campo nuclear como uma camada de barreira térmica em revestimentos de varetas de combustível.
