Високотемпературний вогнетривкий керамічний матеріал 3YSZ, або тетрагональний полікристал діоксиду цирконію (TZP), виготовляється з оксиду цирконію, стабілізованого 3% моль оксиду ітрію.

Ці марки діоксиду цирконію мають найменшу зернистість і найбільшу твердість за кімнатної температури, оскільки майже всі вони чотирикутні. А його крихітний (субмікронний) розмір зерна дозволяє досягти чудової обробки поверхні та зберегти гострий край.

Цирконій часто використовується як стабілізатор з MgO, CaO або оксидом ітрію для сприяння перехідній жорсткості. Замість того, щоб перший розряд створював повністю тетрагональну кристалічну структуру, це створює частково кубічну кристалічну структуру, метастабільну при охолодженні. Тетрагональні виділення під час удару відчувають спричинену напругою фазову зміну поблизу вершини тріщини. Цей процес змушує структуру розширюватися, поглинаючи значну кількість енергії, що пояснює надзвичайну міцність цього матеріалу. Високі температури також викликають значну кількість риформінгу, що негативно впливає на міцність і спричиняє розмірне розширення на 3-7%. Додаючи вищезгадані суміші, кількість тетрагоналу можна досягти балансу між міцністю та втратою міцності.

За кімнатної температури тетрагональний діоксид цирконію, стабілізований 3 мол.% Y2O3 (Y-TZP), демонструє найкращі характеристики з точки зору міцності та міцності на вигин. Він також демонструє такі властивості, як іонна провідність, низька теплопровідність, міцність після трансформації та ефект пам’яті форми. Тетрагональний діоксид цирконію дає змогу створювати керамічні компоненти з чудовою стійкістю до корозії, надзвичайною стійкістю до зношування та відмінною обробкою поверхні.

Ці особливості дозволяють широко використовувати його в таких сферах, як біомедична сфера для трансплантації тазостегнового суглоба та реконструкції зубів, а також у ядерній галузі як тепловий бар’єрний шар у оболонках паливних стрижнів.