金屬粉分類及應用和市場規模分析

金屬粉末是指尺寸小于1mm的金屬顆粒群。包括單一金屬粉末、合金粉末以及具有金屬性質的某些難熔化合物粉末，是粉末冶金的主要原材料。

金屬單質一般都是銀白色的，當金屬在一定條件下時，就是黑色的粉末。大多金屬粉末是黑的。

粉末性能：金屬粉末屬于松散狀物質，其性能綜合反映了金屬本身的性質和單個顆粒的性狀及顆粒群的特性。一般將金屬粉末的性能分為化學性能、物理性能和工藝性能。化學性能是指金屬含量和雜質含量。物理性能包括粉末的平均粒度和粒度分布，粉末的比表面和真密度，顆粒的形狀、表面形貌和內部顯微結構。工藝性能是一種綜合性能，包括粉末的流動性、松裝密度、振實密度、壓縮性、成形性和燒結尺寸變化等。此外，對某些特殊用途還要求粉末具有其他的化學和物理特性，如催化性能、電化學活性、耐蝕性能、電磁性能、內摩擦系數等。金屬粉末的性能在很大程度上取決于粉末的生產方法及其制取工藝。粉末的基本性能可用特定的標準檢測方法測定。粉末粒度及其分布的測定方法很多，一般用篩分析法(>44μm)、沉降分析法(0.5～100μm)、氣體透過法、顯微鏡法等。超細粉末(<0.5μm)用電子顯微鏡和X射線小角度散射法測定。金屬粉末習慣上分為粗粉、中等粉、細粉、微細粉和超細粉五個等級。

金屬粉分類及應用

一、3D打印

在現代制造業中，3D打印技術正迅速發展，并在各個領域引起了廣泛關注。其中，3D打印金屬粉末是實現高性能金屬零部件制造的重要材料之一。常用的3D打印金屬粉末及其廣泛應用領域：

1.不銹鋼粉末：

不銹鋼粉末由鐵、鎳和鉻等元素組成，具有出色的耐腐蝕性和機械性能。該粉末廣泛應用于汽車、航空航天和醫療器械等行業，制造強度高、耐腐蝕的零部件。

2.鈦合金粉末：

鈦合金粉末具有卓越的強度和輕量化特性，用于航空航天、醫療植入物和高性能運動器材的制造。這種粉末由純鈦與其他金屬元素(如鋁、釩等)合金化而成。

3.鋁合金粉末：

鋁合金粉末由鋁與其他金屬元素(如銅、鎂等)合金化制成，具有高強度、良好的導熱性和耐腐蝕性。它在汽車制造、航空航天和船舶工業中得到廣泛應用。

4.鎳合金粉末：

鎳合金粉末由鎳與其他合金元素(如鉬、鉻等)合金化，具有卓越的高溫、耐腐蝕和磨損性能。這種粉末被廣泛應用于航空發動機、化工設備和石油工業等領域。

5.銅合金粉末：

銅合金粉末由銅與其他金屬元素(如錫、鋅等)組成，具有良好的導電性能和機械性能。因此，它廣泛應用于電子器件、電氣連接件和工藝制品等領域。

6.鐵合金粉末：

鐵合金粉末用于制造高強度、耐磨損的零部件，例如汽車零件和機械組件。

7.高熵合金粉末：

高熵合金粉末是一種由多種元素組成、且成分相對均勻的材料。由于其獨特的原子結構和非凝固形態，高熵合金具有優異的力學性能、耐腐蝕性和高溫穩定性。應用領域包括航空航天、能源和化工等領域的高溫和腐蝕環境下的零部件制造。

8.鎢合金粉末：

鎢合金粉末被用于制造高溫工具和電極，廣泛應用于航空航天、電燈和電子工業等領域。

9.錫合金粉末：

錫合金粉末被用于制造焊接材料和電子組件，具有良好的可焊性和耐腐蝕性。

10.銀合金粉末：

銀合金粉末在電子器件、導電粘接以及醫療器械領域廣泛應用，因為具有良好的導電性和抗腐蝕性。

這些3D打印金屬粉末通過粉末床熔融、粉末擠出或粉末燒結等方式進行加工，可以制造出復雜形狀形狀和高性能的金屬零件。不同的金屬粉末適用于不同的領域和應用需求，為制造業提供了更多的選擇和靈活性。

例如不銹鋼粉末廣泛應用于汽車工業中制造強度高、耐腐蝕的零部件，如發動機組件、排氣系統和制動系統。同時，在航空航天領域，鈦合金粉末的輕量化特性使其成為航空發動機部件、機身結構和渦輪葉片的首選材料。此外，鋁合金粉末在汽車制造中被廣泛應用于制造車身結構、底盤零件和進氣系統。

鎳合金粉末在高溫領域的應用十分重要，適用于燃氣渦輪發電機、煉油裝備和航空發動機中的熱部件制造。銅合金粉末則常用于電子器件的導電部件和微機械系統的制造。同時，鉛合金粉末在醫學領域的應用主要集中在防輻射保護設備和核醫學影像技術中。

鎢合金粉末被廣泛應用于高溫工具和電極制造，因為其高熔點、高密度和高硬度特性使其非常適用于航天器件、電子器件和化學加工設備。此外，錫合金粉末在電子焊接過程中扮演著重要角色，為電子連接和封裝提供高質量的焊接點。銀合金粉末則常用于電子器件的導電粘接、觸點和連接器制造。

不同的3D打印金屬粉末在制造業中發揮著重要作用，滿足了各個行業對于高性能、輕量化和耐腐蝕性能的需求。隨著3D打印技術的不斷發展和創新，可以預見，更多種類的金屬粉末將被開發和應用，進一步推動制造業的創新和發展。

二、電解水制氫

電解水制氫技術是一種通過電解水分子生成氫氣和氧氣的方法，廣泛應用于綠色氫氣的生產中。根據不同的電解質和工作原理，電解水制氫技術可以分為幾種類型，包括堿性電解水(ALK)、質子交換膜電解水(PEM)、高溫固體氧化物電解水(SOEC)等。

金屬粉在電解水制氫中的應用主要集中在催化劑的設計和優化上。目前使用的催化劑多為過渡金屬如銅、鈷、鎳、鐵等的化合物，這些材料在電解環境中容易腐蝕，導電性也不夠理想。因此，研究人員正在開發新型材料和改進催化劑結構以提高電解水制氫的效率和穩定性。

此外，電解水制氫技術的發展還面臨一些挑戰，包括如何降低能耗、提高法拉第效率以及如何與可再生能源更好地結合。未來的研究方向可能會集中在進一步提高催化劑性能、開發新型電解材料以及優化電解過程等方面。

三、高導屏蔽材料

金屬粉在高導屏蔽材料中的應用主要體現在其優異的導電性能，使其成為電磁屏蔽材料的重要組成部分。例如，銀粉和銅粉因其高導電性被廣泛用于電磁屏蔽涂料中，盡管銀粉價格昂貴且密度大，但其屏蔽效果顯著，適用于特殊場合。此外，銀包銅粉作為一種復合材料，既具有銀的高導電性，又降低了成本，是替代純銀粉的理想選擇。

金屬填充型導電塑料也是利用金屬粉末(如黃銅纖維、不銹鋼纖維)作為填料，通過混煉分散和成型加工，形成具有優異導電性能的屏蔽材料。這種材料的優點在于省力、經濟，并且屏蔽性能長期穩定。在電磁屏蔽塑料中，金屬系屏蔽塑料通常使用銀粉、銅粉和鎳粉等作為導電填料，盡管這些材料的導電性能良好，但由于高填充量會降低塑料的力學性能和增加密度，限制了其應用。

此外，金屬涂層技術也被用于增強基膜的屏障特性，如金屬涂層膜可以有效降低氧氣和水蒸氣的滲透率，廣泛應用于柔性包裝行業。然而，金屬涂層的一個主要缺點是缺乏透明度，這在某些應用中可能是一個限制因素。

金屬粉在高導屏蔽材料中的應用主要依賴于其高導電性和良好的屏蔽效果，但同時也需要考慮成本、密度和加工性能等因素以滿足不同應用場景的需求。

‌在電磁屏蔽材料中，金屬粉的占比大約為35%。‌這種比例適用于導電復合材料，其中通過填充金屬粉、金屬纖維、炭黑、碳纖維等導電填料，形成導電網絡以達到屏蔽效果‌。2023年導電屏蔽金屬粉末市場規模達到93.85億元。

圖表：2020-2023年導電屏蔽金屬粉末市場規模

欲了解更多行業的未來發展前景，可以點擊查看中研普華產業院研究報告《2025-2030年中國金屬粉行業發展前景及投資戰略分析報告》。