中国粉体网讯  随着生物医疗植入、航空航天高温构件、石油钻探硬质合金、核工业关键部件、电子信息高端制造等领域的快速发展，高品质球形难熔粉体的市场需求持续攀升。钨、钽、难熔高熵合金、铸造碳化钨等材料凭借高熔点、高硬度、耐腐蚀的特性，是极端工况下不可或缺的核心原料，但这类粉体对球形度、氧碳含量、成分均匀性要求极高，长期以来高端产品依赖进口，成本高、交付周期长。

等离子球化是制备高端球形难熔粉体的主流工艺，但行业始终面临卫星粉粘附、氧含量偏高、复合粉体碳含量与均匀性难管控三大共性难题。广东省科学院新材料研究所副所长刘辛团队围绕等离子球化全流程开展技术攻关，形成了三套自主可控的协同调控技术体系，系统性解决了难熔粉体制备的多项行业痛点，并通过产业化孵化实现了成果落地，为高端难熔粉体的国产化替代提供了完整的技术路径。

等离子球化难熔粉体的三大行业共性瓶颈

难熔金属熔点普遍超过2000℃，常规气雾化工艺难以实现充分熔融，等离子球化凭借上万摄氏度的高温射流，能够让不规则破碎粉瞬时熔融、在表面张力作用下球化，是制备高球形度难熔粉体的核心工艺。但在产业化落地过程中，三类问题始终制约粉体品质升级：

一是表面纳米卫星粉粘附。等离子球化过程中会生成大量纳米级细颗粒，这些细颗粒易撞击粘附在尚未完全冷却的大颗粒表面，形成“卫星结构”，直接降低粉体流动性与松装密度，在增材制造铺粉、粉末冶金成形时容易造成内部缺陷，影响最终制品的致密度与力学性能。

二是氧含量控制难度大。难熔金属活性强，比表面积大，在高温球化与收集过程中极易与微量氧反应，成品氧含量偏高。对于医疗植入、核工业等高端场景，氧含量超标会直接降低材料的耐蚀性、疲劳强度与生物相容性，无法满足使用标准。

三是复合粉体碳含量与均匀性难管控。难熔高熵合金、铸造碳化钨等复合粉体在制备中，普遍存在碳含量偏高、陶瓷相与金属粘结相混合不均的问题，会导致硬质合金硬度不足、高温性能衰减，无法适配钻探、高端装备的严苛工况。

三套协同调控技术，全流程破解制粉卡点

针对上述行业痛点，刘辛团队没有局限于等离子球化工序本身的优化，而是从前驱体制备、球化过程控制到后处理改性全链条布局，形成了三套原创技术方案。

第一套是湿法流化床微纳分离降氧技术。团队探明了超声振动分离与流化床颗粒沉降的耦合机制，通过湿法流化床的流场精准调控，既能有效剥离并去除大颗粒表面粘附的纳米卫星粉，提升粉体球形度与流动性，又能在湿法环境下去除表面氧化层，同步实现降氧提质，解决了钽粉、钨粉等等离子球化产品的卫星粉与高氧两大痛点。

第二套是振动球磨-等离子原位合金化协同降碳技术。针对难熔高熵合金粉体制备成本高、碳含量超标的问题，团队将振动球磨的机械活化与氢等离子体的强化还原结合，先通过球磨制备片状前驱体，再利用氢等离子体在球化过程中实现原位还原与合金化，既降低了制备成本，又有效控制了成品碳含量，为低成本高熵合金粉体制备提供了新路径。

第三套是流化床化学气相沉积-等离子球化协同控碳，搭配陶瓷粉体无钯活化-化学镀镍技术。针对铸造碳化钨粉体高温球化易失碳、陶瓷与金属相混合不均的问题，团队一方面通过流化床CVD与等离子球化配合精准调控碳含量，阐明了碳化钨在等离子体中的组织演变规律；另一方面开发无钯活化化学镀镍工艺，厘清镍在碳化钨表面的形核沉积机理，实现陶瓷粉体表面均匀镀镍，从根本上解决了陶瓷相与粘结金属混合不均匀的难题。

多场景落地验证，支撑高端材料国产化

依托成套技术积累，团队孵化的星尘科技已实现系列高品质球形难熔粉体的规模化生产，产品覆盖增材制造、粉末冶金、表面工程等多个应用方向。

在生物医疗领域，低氧高球形钽粉可用于3D打印骨植入物，凭借优异的生物相容性助力医疗植入材料国产化；在石油钻探领域，镀镍改性铸造碳化钨粉适配高性能硬质合金制备，提升钻头的耐磨性能与使用寿命；在航空航天与核工业领域，低氧低杂质球形钨粉、难熔高熵合金粉可用于高温结构件制备，支撑高端装备的材料自主。

从基础研究、技术攻关到产业化落地，这套全流程协同调控技术体系，既解决了等离子球化行业的共性技术难题，也为国内高端难熔粉体摆脱进口依赖提供了可复制的产业路径。

2026年11月12日，中国粉体网将在江苏·苏州举办“2026半导体与电子用高纯金属粉体技术大会”。届时，我们邀请到广东省科学院新材料研究所刘幸副所长出席本次大会并作题为《基于等离子球化技术的难熔粉体协同调控制备及应用》的报告，刘辛副所长将结合等离子球化难熔粉体的长期研究与产业化实践，分享湿法流化床除杂降氧、协同降碳、表面改性三套原创调控技术方案，破解卫星粉粘附、氧碳含量超标等行业共性痛点，为高品质难熔粉体在多领域的国产化应用提供技术路径。

嘉宾简介：刘辛，工学博士，正高级工程师，现任广东省科学院新材料研究所副所长，兼任粉末冶金产业技术创新战略联盟理事、中国机械工程学会粉末冶金分会委员、中国钢结构协会粉末冶金分会副理事长等多个学术职务。长期从事金属粉体制备及其近净成形研究，方向覆盖等离子制粉、金属磁粉芯、增材制造、粉末冶金轻合金等领域；主持及参与国家和省部级项目20余项，是国家重点研发计划项目首席科学家。累计发表论文130余篇，其中SCI收录80余篇；申请发明专利75件，授权57件；制修订国家和行业标准11项，出版专著3部；牵头获中国有色金属工业科学技术奖一等奖、广东省科技进步奖二等奖等多项荣誉。作为创始人孵化成立国家高新技术企业星尘科技(广东)有限公司，推动技术成果向产业化转化。

参考来源：

广东省科学院新材料研究所、中国粉体网

（中国粉体网编辑整理/留白）

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