耐火浇注料施工方便、使用环保且性价比高,在冶金、石油、玻璃、水泥等高温工业中应用广泛。气孔是浇注料基质的重要组成部分,它有助于避免裂纹的瞬时扩展,与浇注料的强度、热导率、抗热震性、抗侵蚀性等性能紧密相关。为此,本文利用纳米粒子对气孔的填充和细化作用,在浇注料中形成亚微米/纳米级气孔,探究其对浇注料显微结构及性能的影响机制。首先,本文以Al₂O₃-SiO₂凝胶粉为添加剂探究了溶胶粒子对超低水泥结合浇注料显微结构与性能的影响。研究表明,浇注料的显气孔率随着Al₂O₃-SiO₂凝胶粉的添加而逐渐升高;当添加6%Al₂O₃-SiO₂凝胶粉时,浇注料具有最高的力学强度、断裂韧性以及优良的抗热震性,而高温抗折强度则无明显变化。在上述基础上,引入了一种新型Al₂O₃-SiO₂凝胶粉,探究了其对浇注料气孔结构及性能的影响。研究表明,随着热处理温度由110°C升高到1100°C最后达到1500°C,浇注料的孔径由72 nm增加到500 nm最后达到8μm,且气孔的形状也由不规则扁平状逐渐向圆形转化。同时,经1500°C热处理后浇注料的显气孔率均高于空白组。此外,浇注料的力学强度、断裂韧性及抗渣性能均优于空白组浇注料。为进一步改善浇注料的高温性能,利用纳米SiO₂对气孔的细化作用以及与Al₂O₃间的原位反应在浇注料中生成了亚微米/纳米气孔和莫来石。研究表明,添加纳米SiO₂有利于在110°C时形成纳米孔,而经1100℃热处理后,浇注料中的纳米孔消失,只剩下微米气孔。同时,浇注料的显气孔率随着纳米SiO₂的添加而升高。此外,浇注料的高温抗折强度增加了约110%,残余抗折强度保持率增加了约200%,渗透指数也下降了约11%,表明添加纳米SiO₂有助于浇注料高温性能与抗渣性能的提升。