金属粉末注射成形核心原料——金属粉末的粒径差异直接影响着工艺稳定性与产品性能，从微米级到亚微米级的粉径选择，既是科学问题也是工程艺术。

一、粉径对喂料流变特性的影响

当粉末粒径从20μm降至5μm时，比表面积呈指数级增长。粒径每减小50%，粉末与粘结剂的接触面积将增加约300%。这种变化显著提高了喂料的黏度——例如采用D90=8μm的316L不锈钢粉时，喂料黏度可达D90=15μm同种粉末的1.8倍。

二、脱脂阶段的粉径效应

在粉末注射成形催化脱脂环节，亚微米级粉末（0.5-1μm）构成的生坯会形成更密集的毛细管网络。但过细粉末也带来挑战：当粒径小于0.5μm时，粉末表面氧化物占比可能从常规的0.3%骤增至2.1%，导致烧结体出现晶界脆化现象。

三、烧结动力学的粒径依赖性

烧结驱动力与粒径的立方成反比，这意味着10μm粉末的烧结活性仅为1μm粉末的千分之一。当采用D50=3μm的17-4PH不锈钢粉时，1360℃烧结密度可达7.8g/cm³，而D50=10μm粉末在相同条件下密度仅7.2g/cm³。更值得注意的是，细粉（<5μm）烧结时的晶粒长大现象更为剧烈，15μm粉末烧结后平均晶粒尺寸增长约20%，而5μm粉末的晶粒尺寸可能增长300%，使在烧结曲线设计中准确控制保温时间。

四、粉径与性能的关联规律

CoCrMo合金粉的粒径选择直接关乎植入物寿命，采用D90=5μm粉末制造的膝关节部件，其耐磨性比D90=15μm产品提升40%，但疲劳强度会降低约15%。而在电子封装领域，W-Cu复合材料的导热性能对粒径更为敏感：当Cu粉从10μm细化至1μm时，热导率可从220W/(m·K)提升至280W/(m·K)，这是因为更小的Cu颗粒能更完整地包裹钨骨架形成连续导热通路。

随着纳米复合粉末和功能梯度材料的兴起，粉径调控将从单纯的工艺参数升维成为材料设计的关键变量。这种跨越尺度的粉体工程，正在拓展粉末注射成形技术的性能边界。