เซอร์โคเนียมออกไซด์ (ZrO₂)หรือที่รู้จักกันในชื่อเซอร์โคเนียมไดออกไซด์ เป็นวัสดุเซรามิกประสิทธิภาพสูงที่สำคัญ มีลักษณะเป็นผงสีขาวหรือสีเหลืองอ่อน มีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีที่ดีเยี่ยม เซอร์โคเนียมไดออกไซด์มีจุดหลอมเหลวประมาณ 2700°C มีความแข็งสูง ความแข็งแรงเชิงกลสูง มีเสถียรภาพทางความร้อนและสารเคมีที่ดี ทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่างและสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูง นอกจากนี้ เซอร์โคเนียมไดออกไซด์ยังมีดัชนีหักเหแสงสูงและคุณสมบัติทางแสงที่ดีเยี่ยม จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในด้านออปติคัล
ในทางปฏิบัติ บริสุทธิ์เซอร์โคเนียมออกไซด์มีปัญหาการเปลี่ยนเฟส (การเปลี่ยนจากเฟสโมโนคลินิกไปเป็นเฟสเตตระโกนัลจะทำให้ปริมาตรเปลี่ยนแปลงและวัสดุแตกร้าว) ดังนั้นจึงมักจำเป็นต้องเติมสารคงสภาพ เช่น อิตเทรียมออกไซด์ (Y₂O₃) แคลเซียมออกไซด์ (CaO) หรือแมกนีเซียมออกไซด์ (MgO) เพื่อให้ได้เซอร์โคเนียมออกไซด์ที่เสถียร (เซอร์โคเนียมเสถียร) เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลและความทนทานต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ด้วยกระบวนการโด๊ปและเผาผนึกที่เหมาะสม วัสดุเซอร์โคเนียไม่เพียงแต่รักษาคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังมีคุณสมบัติการนำไฟฟ้าไอออนิกที่ดีอีกด้วย ซึ่งทำให้เซอร์โคเนียถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในเซรามิกโครงสร้าง เซลล์เชื้อเพลิง เซ็นเซอร์ออกซิเจน อุปกรณ์ปลูกถ่ายทางการแพทย์ และสาขาอื่นๆ
นอกเหนือจากการใช้งานกับวัสดุโครงสร้างแบบดั้งเดิมแล้ว เซอร์โคเนียยังมีบทบาทสำคัญในการเคลือบผิวด้วยความแม่นยำสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในด้านวัสดุขัดเงาคุณภาพสูง ด้วยคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นเอกลักษณ์ เซอร์โคเนียจึงกลายเป็นวัสดุหลักที่ขาดไม่ได้สำหรับการขัดเงาอย่างแม่นยำ
ในสาขาการขัดเงาเซอร์โคเนียส่วนใหญ่ใช้เป็นผงขัดเงาและสารละลายขัดเงาคุณภาพสูง ด้วยความแข็งปานกลาง (ความแข็งโมห์สประมาณ 8.5) ความแข็งแรงเชิงกลสูง และความเฉื่อยทางเคมีที่ดี เซอร์โคเนียจึงมีความหยาบผิวต่ำมาก ในขณะเดียวกันก็ให้อัตราการขัดเงาสูง และให้พื้นผิวที่เรียบเนียนดุจกระจก เมื่อเทียบกับวัสดุขัดเงาแบบดั้งเดิม เช่น อะลูมิเนียมออกไซด์และซีเรียมออกไซด์ เซอร์โคเนียสามารถสร้างสมดุลระหว่างอัตราการขจัดเศษวัสดุและคุณภาพพื้นผิวระหว่างกระบวนการขัดเงาได้ดีกว่า และยังเป็นวัสดุขัดเงาที่สำคัญในด้านการผลิตที่ต้องการความแม่นยำสูง
โดยทั่วไปผงขัดเซอร์โคเนียจะมีขนาดอนุภาคที่ควบคุมได้ระหว่าง 0.05 ไมโครเมตร ถึง 1 ไมโครเมตร ซึ่งเหมาะสำหรับการขัดพื้นผิวของวัสดุความแม่นยำสูงต่างๆ ขอบเขตการใช้งานหลักๆ ได้แก่ กระจกออปติคอล เลนส์กล้อง กระจกหน้าจอโทรศัพท์มือถือ แผ่นรองรับฮาร์ดดิสก์ แผ่นรองรับแซฟไฟร์ LED วัสดุโลหะคุณภาพสูง (เช่น โลหะผสมไทเทเนียม สแตนเลส เครื่องประดับโลหะมีค่า) และอุปกรณ์เซรามิกขั้นสูง (เช่น เซรามิกอะลูมินา เซรามิกซิลิคอนไนไตรด์ เป็นต้น) ในการใช้งานเหล่านี้เซอร์โคเนียมออกไซด์ผงขัดเงาสามารถลดข้อบกพร่องบนพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพและปรับปรุงประสิทธิภาพทางแสงและเสถียรภาพเชิงกลของผลิตภัณฑ์
เพื่อตอบสนองความต้องการของกระบวนการขัดเงาที่แตกต่างกันเซอร์โคเนียมออกไซด์สามารถนำมาทำเป็นผงขัดเดี่ยวๆ หรือผสมกับวัสดุขัดเงาอื่นๆ (เช่น ซีเรียมออกไซด์ อะลูมิเนียมออกไซด์) เพื่อให้ได้สารละลายขัดเงาที่มีประสิทธิภาพดีขึ้น นอกจากนี้ สารละลายขัดเงาเซอร์โคเนียมออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงมักใช้เทคโนโลยีนาโนดิสเพอร์ชัน (Nano-dispersion) เพื่อทำให้อนุภาคกระจายตัวในของเหลวสูง ป้องกันการเกาะตัวของอนุภาค ช่วยรับประกันความเสถียรของกระบวนการขัดเงาและความสม่ำเสมอของพื้นผิวสุดท้าย
โดยรวมแล้ว ด้วยการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องของข้อกำหนดคุณภาพพื้นผิวในเทคโนโลยีสารสนเทศอิเล็กทรอนิกส์ การผลิตออปติก การบินและอวกาศ และสาขาการแพทย์ระดับสูงเซอร์โคเนียมออกไซด์ในฐานะวัสดุขัดเงาประสิทธิภาพสูงชนิดใหม่ จึงมีศักยภาพในการนำไปใช้งานอย่างกว้างขวาง ในอนาคต ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีการตัดเฉือนที่มีความแม่นยำสูง เซอร์โคเนียมออกไซด์จึงถูกนำมาใช้งานในเชิงเทคนิคด้านการขัดเงาอย่างต่อเนื่อง เพื่อตอบสนองความต้องการด้านการผลิตระดับสูง