Materialul ceramic refractar la temperatură înaltă 3YSZ, sau ceea ce putem numi policristal de zirconiu tetragonal (TZP), este fabricat din oxid de zirconiu care a fost stabilizat cu 3% mol oxid de itriu.
Aceste tipuri de zirconiu au cele mai mici granule și cea mai mare duritate la temperatura camerei, deoarece sunt aproape toate tetragonale. Și dimensiunea sa mică a granulelor (sub-micron) face posibilă obținerea unor finisaje remarcabile ale suprafeței și menținerea unei margini ascuțite.
Zirconia este frecvent utilizată ca stabilizator cu MgO, CaO sau Yttria pentru a promova întărirea tranziției. În loc ca prima descărcare să producă o structură cristalină total tetragonală, aceasta creează o structură cristalină parțial cubică care este metastabilă la răcire. Precipitatele tetragonale experimentează o schimbare de fază indusă de stres aproape de un vârf de fisură în avans la impact. Acest proces face ca structura să se extindă în timp ce absoarbe o cantitate semnificativă de energie, ceea ce explică rezistența remarcabilă a acestui material. Temperaturile ridicate provoacă, de asemenea, o cantitate semnificativă de reformare, care are un efect negativ asupra rezistenței și provoacă o expansiune dimensională de 3-7%. Prin adăugarea amestecurilor menționate mai sus, cantitatea de tetragonal poate fi gestionată pentru a atinge un echilibru între duritate și pierderea rezistenței.
La temperatura camerei, zirconia tetragonală stabilizată cu 3 mol% Y2O3 (Y-TZP) prezintă cele mai bune performanțe în ceea ce privește tenacitatea, rezistența la încovoiere. De asemenea, prezintă proprietăți precum conductivitatea ionică, conductivitate termică scăzută, întărirea după transformare și efectele memoriei formei. Zirconia tetragonală face posibilă crearea de componente ceramice cu rezistență remarcabilă la coroziune, rezistență superioară la uzură și finisare excelentă a suprafeței.
Aceste tipuri de caracteristici îi permit să fie utilizat pe scară largă în domenii precum domeniul biomedical pentru transplantul șoldului și reconstrucția dentară și în domeniul nuclear ca strat de barieră termică în placarea barelor de combustibil.
