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纳米二氧化锆具有抗热震性强、耐高温、化学稳定性好、材料复合性突出等特点。将纳米二氧化锆与其他材料（Y2O3、Al2O3、SiO2）复合，可以极大地提高材料的性能参数，提高其断裂韧性、抗弯强度等。因此，纳米二氧化锆不仅应用于结构陶瓷和功能陶瓷领域，也应用于提高金属材料的表面特性（热传导性、抗热震性、抗高温氧化性等）。利用纳米二氧化锆掺杂不同元素的导电特性，在高性能固体电池中用于电极制造。
纳米二氧化锆，广泛应用于精密结构陶瓷、功能陶瓷、纳米催化剂、固体燃料电池材料、功能涂层材料、耐火材料、光纤插接件、机械陶瓷密封件、高耐磨瓷球、喷嘴、喷片等领域中。