分为水基凝胶注模成型和非水基凝胶注模成型。
凝胶注模成型最早是由美国橡树岭国家实验室于20世纪90年代发明的。在凝胶注模成型中,陶瓷粉体分散于含有机单体和分散剂的溶液中,通过静电稳定或位阻稳定等胶态稳定机制,制成具有高固含量、低黏度的浆料。浆料加入引发剂后注模,在一定条件下通过引发浆料中的单体发生自由基聚合反应,形成坚固的具有交联结构的聚合体,实现浆料原位固化成型,然后再经脱模、干燥、去除有机物、烧结,即可制得所需的陶瓷部件。
凝胶注模成型工艺显著优点是浆料固体含量高,坯体强度高,便于机械加工。另外,坯体内有机物含量较低,占坯体总质量的2%~4%,容易脱除。缺点是传统的凝胶注模成型所用有机物有一定毒性,而且干燥条件苛刻,坯体容易开裂,工艺的自动化程度也不高。随着凝胶注模成型工艺的发展,除了传统的自由基聚合反应外,还出现了以亲核加成交联方式固化的环氧体系,采用天然大分子如琼脂糖、明胶、藻酸盐、角夹菜、纤维素,以及尿素-甲醛、丙烯酸嵌段共聚物、PVA等无毒凝胶注模成型体系,以及凝胶注模-流延成型和凝胶注模-注浆成型等复合成型体系。
凝胶注模成型已被用来进行从单组分体系到多组分复合体系,从块状到板状、管状、叶片、齿轮、涡轮转子、弹簧等多种具有复杂形状的陶瓷成型。其中单组分精密陶瓷有氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氧化锆陶瓷、 ZTA、碳化硼陶瓷、碳化钛陶瓷、氧化铀陶瓷等,多组分复合体系陶瓷有A12O3-ZrO2、A12O3–MgO、Y-TZP、ZrB2-SiC、SiC-Si3N4、A12O3/SiC等。原料除了采用陶瓷粉末之外,还扩展到金属粉末如不锈钢、镍基高温合金、钨、铝合金(粉末冶金)等。凝胶注模成型除了用于结构陶瓷成型外,还有用作功能陶瓷,如钛酸钡、钛酸铋钠、锆钛酸铅、钛酸铝、电瓷、微波介质陶瓷YSZ、透明陶瓷等成型,以及多孔陶瓷、金属陶瓷、耐火材料、生物材料、纳米材料、复合材料、超高温陶瓷等成型。