本文针对连铸用耐火材料与连铸技术不能同步发展的现状，采用溶胶-凝胶技术，制备纳米ZrO₂前驱体溶胶，并以其对小方坯连铸用定径水口进行改性，获得良好实验结果。 以无机盐氯氧化锆为原料，结合溶胶-凝胶法制备纳米氧化锆的工艺制备纳米ZrO₂前驱体溶胶，研究了溶胶制备过程中的各种工艺因素，同时采用超临界流体干燥技术，借助XRD和TEM等分析手段表征了纳米ZrO₂前驱体溶胶，结果显示胶粒直径小于10nm，分布均匀。并在此基础上分析和探讨了纳米前驱体溶胶形成的机理。 基于ZrO₂的晶型不稳定性，较系统地研究了CaO、MgO、Y₂O₃等稳定剂对纳米ZrO₂稳定性的影响。得知稳定剂和氧化锆有很好的固溶性，高温煅烧后对ZrO₂晶型稳定的顺序为：Y³⁺＞Ca²⁺＞Mg²⁺。 利用纳米ZrO₂前驱体溶胶，采用物理法和化学法对定径水口进行改性，研究比较了不同因素对处理后定径水口性能的作用。结果表明化学法处理不及物理法处理；采用物理法改性后试样表面孔容和孔面积明显降低，孔形由大孔逐步转为微孔，显气孔率从20％降至11％。