金属粉末分类及应用情况如何？

金属粉末是最符合第一性原理的金属材料。

1.主要通过粉末冶金工艺得以广泛应用

金属粉末是指尺寸小于 1mm 的金属颗粒群，是粉末冶金的主要原材料。小颗粒尺度界 于 1nm-1mm 范围，1nm 略等于 45 个原子排列的长度。金属粉末属于松散状物质，其 性能综合反映了金属本身的性质和单个颗粒的性状及颗粒群的特性。 金属粉末的性能一般可以分为化学性能、物理性能和工艺性能。 化学性能是指金属含量和杂质含量，金属含量越多，表明金属粉末纯度更高，其化 学性能也会更好； 物理性能包括粉末的平均粒度和粒度分布，颗粒的形状、表面形貌和内部显微结构， 金属粉末的粒度越细，其比表面积越大，制得的零部件具有烧结活性好、成型密度高、涡流损耗低的优势，将会提高零部件的机械性能，其在高频、大功率的电子、 电力工作场景中得到广泛应用； 工艺性能是一种综合性能，包括粉末的流动性、松装密度、成形性和烧结尺寸变化。 金属粉末的性能在很大程度上取决于粉末的生产方法及制取工艺。

其中电子专用高端金属粉末不同于传统金属粉末行业，为符合下游电子元器件产品小型 化、薄型化的要求，电子元器件用金属粉末粒径远小于传统的粉末冶金材料，其制造工 艺也有明显差异，生产成本也远非普通的粉末冶金材料可比。 按照组分分类，金属粉末可以分为单一金属粉末和合金粉末。单一金属粉末分为铁粉、 铜粉、铝粉、镍粉、钛粉、铅粉、锡粉、钴粉、铬粉、银粉等，被广泛应用于粉末冶金 结构零件、金刚石工具、磁性材料、摩擦材料电池等下游领域。合金粉末有铁基合金粉、 镍基合金粉、铜基合金粉等，以铁硅合金粉末为例，铁硅粉末具有球形度好、流动性高 的特征，相应制备的磁粉芯具有低功率损耗、高直流叠加特性和频率及温度稳定性，广 泛应用于电动汽车直流充电桩、太阳能光伏逆变器、大功率 APF有源滤波器和混合电抗 器中。 此外，金属粉末还可以按照生产工艺分为电解粉、还原粉、雾化粉、羰基粉、破碎粉等； 按照应用分为软磁粉末、高温合金粉末、3D 打印专用粉末、电子专用粉末等。

金属粉末常通过传统粉末冶金、注射成型、增材制造等工艺生成结构件或功能件，也可 直接应用于各行各业。随着粉末冶金技术的不断发展及下游应用领域的持续扩张，金属 粉末在不同领域的应用占比将持续增加，且终端应用不断拓展。伴随着注射成型、 3D 打印等新型技术逐步落地，并且在企业成本及环保双重压力下，粉末冶金工艺优势不断 显现，粉末冶金在航空航天、高端装备及医疗器械等终端应用领域市场广阔。

2.铁基粉末占比最大，其他粉末百花齐放

铁基粉末是金属粉末行业中最为重要的粉末品种，以铁基粉末为代表的金属粉末是一种 新型产业原材料，属于制造业重要原材料领域，对中国制造业实现高端突破，完成产业 转型具有重要的战略意义。铁基粉末是金属粉末行业中最为重要的粉末品种，铁基粉末 行业下游应用主要包括粉末冶金制品、 金刚石工具、磁性材料、热喷涂、冶金辅料及焊 材领域，终端应用包括交通工具、家用电器、电动工具、3C 电子及医疗器械等众多行 业。伴随金属粉末制备工艺的不断提升，金属粉末终端应用不断拓展。以下游粉末冶金 制品行业为例，伴随注射成型、 3D 打印等新型技术逐步落地，并且在企业成本及环保 双重压力下，粉末冶金工艺优势不断显现，粉末冶金在航空航天、高端装备及医疗器械 等终端应用领域市场广阔。 随着下游应用行业的快速发展以及金属粉末应用领域的不断拓展，金属粉末行业迎来了 快速发展期。根据中投产业研究院发布的《2022-2026 年中国金属粉末行业深度调研及 投资前景预测报告》，2016-2020 年，中国金属粉末销售量呈增长态势。2020 年，中国 金属粉末销售量为 73.61 万吨，其中钢铁粉末总销量为 67.9 万吨，占比 90%以上。 2013-2020年中国铜基金属粉末销量同样逐年增长，销量从4.21万吨增长至5.71万吨， CAGR 为 4.4%。

铁基粉末主要有雾化铁粉、还原铁粉、羰基铁粉、合金钢粉等。铁基粉体下游应用广泛， 按照使用方式的不同可以分为结构性材料与功能性材料两大类：结构性材料指将金属粉 体通过传统压烧或新型工艺（如注射成型、3D 打印技术）制成承受外力的结构零件， 而功能性材料指利用金属粉体特殊的物理/化学性能，形成功能元件的特殊物理/化学性 能。

国内铜基粉末材料多数应用于粉末冶金零部件、超硬工具、高铁动车组闸片等领域，随 着制备技术的逐步完善以及产品质量的进一步提高，铜基金属粉末材料已被广泛应用于 更丰富的领域。近年来，导热导电材料、高铁刹车片、化工催化剂、增材制造等应用领 域的发展促进了铜基粉末销量的增加，铜基粉末产业技术得到提升，自动化程度提高， 产品系列化逐步完善，满足了不同领域的要求。 根据中国钢协粉末冶金协会统计数据，2020 年中国铜及铜合金粉末总销量为 5.71 万吨， 总产能超 7 万吨。国内年产能超过 2000 吨的企业共有 9 家，市场集中度较高。随着下 游应用领域的不断扩张，铜基粉末市场仍有较大发展空间。

传统的金属粉末以铁基粉末和铜基粉末为主，但随着粉末冶金工艺的升级和新能源、航 空航天等领域需求的爆发，其他金属粉末近几年也快速发展，尤其是金属 3D 打印等技 术的崛起带动了包括钛粉、铝粉、镍粉、钴粉、锡粉、铬粉在内的其他金属粉末百花齐 放。 金属粉末 100 多年来主要被欧美日俄等发达国家的龙头企业垄断，中国企业普遍是 2000 年之后才开始在金属粉末领域布局和发力。近几年中国金属粉末企业快速崛起， 在多粉末多领域进行国产替代。