機(jī)械合金化( Mechanical  Alloying-MA)是一種固態(tài)粉末加工技術(shù)，這種技術(shù)起源于制造氧化物彌散強(qiáng)化的Ni-和Fe-基超耐熱合金，并在航空航天工業(yè)獲得應(yīng)用。但同時(shí)，MA設(shè)備的性能還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足科研工作者的需求，制約了復(fù)合材料的研究進(jìn)程。目前MA使用的球磨機(jī)可以分為普通球磨機(jī)和高能球磨機(jī)兩類。而常用的高能球磨機(jī)又分為：攪拌式、行星式和振動(dòng)式三種。研究機(jī)械合金化的設(shè)備，提高設(shè)備的性能，對(duì)制備復(fù)合材料的設(shè)備的選用、工藝設(shè)計(jì)和工藝參數(shù)選擇具有重要意義。
1、普通球磨機(jī)
    普通球磨機(jī)特點(diǎn)是粉碎比大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械可靠性強(qiáng)，工藝成熟，可標(biāo)準(zhǔn)化；其工作原理如圖1所示。
    當(dāng)球磨機(jī)按規(guī)定的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，研磨介質(zhì)與物料一起在離心力和摩擦力的作用下被提升到一定高度后，由于重力作用而脫離筒壁沿拋物線軌跡下落。然后，它們又被提升一定高度，再沿拋物線軌跡下落，如此周而復(fù)始，使處于研磨介質(zhì)之間的物料受沖擊作用而被擊碎與混合。同時(shí)，由于研磨介質(zhì)的滾動(dòng)和滑動(dòng)，使顆粒受研磨、摩擦、剪切等作用而被磨碎。球磨機(jī)的臨界轉(zhuǎn)速受球磨機(jī)簡(jiǎn)體直徑和長(zhǎng)度的影響。一般其工作轉(zhuǎn)速與球磨罐直徑的關(guān)系。
    由于受到球磨罐轉(zhuǎn)速的限制，罐中的磨球能量較低，球磨后物料的顆粒相對(duì)較大，球磨的效率比較低。在材料科學(xué)研究工作中，己逐步被高能球磨機(jī)所取代。
2、高能球磨機(jī)
2.1攪拌式球磨機(jī)
    富通新能源銷售球磨機(jī)、雷蒙磨粉機(jī)等磨機(jī)設(shè)備。
    攪拌式球磨機(jī)主要由一個(gè)靜置研磨筒和一個(gè)旋轉(zhuǎn)攪拌器（攪拌裝置）構(gòu)成，如圖2所示。其特點(diǎn)是受攪拌器極限轉(zhuǎn)速的制約程度小，可以傳遞給磨球較高的能量，但是球磨過(guò)程中攪拌器的磨損嚴(yán)重，容易對(duì)物料產(chǎn)生污染。
    攪拌式球磨機(jī)通過(guò)攪拌器攪動(dòng)研磨介質(zhì)產(chǎn)生沖擊、摩擦和剪切作用使物料粉碎。研磨介質(zhì)通過(guò)不規(guī)則運(yùn)動(dòng)對(duì)物料產(chǎn)生三種作用力：研磨介質(zhì)間互相沖擊產(chǎn)生的沖擊力；研磨介質(zhì)轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的剪切和摩擦力；研磨介質(zhì)填入攪拌臂所留下的空間而產(chǎn)生的撞擊力。
    在攪拌式球磨機(jī)中，常常使用球形研磨介質(zhì)，其平均直徑小于6 mm，用于超細(xì)粉碎時(shí)，一般小于1mm。攪拌器的圓周速度一般為4—20 m s-l，速度越高，攪拌器的磨損越嚴(yán)重。
2.2行星式球磨機(jī)
    行星式球磨機(jī)的特點(diǎn)是磨球的運(yùn)動(dòng)方式更為復(fù)雜，獲得的能量更高，此種球磨機(jī)在相同的工藝參數(shù)下，可以同時(shí)制備幾組物料，便于進(jìn)行科學(xué)研究，應(yīng)用最為廣泛。其工作原理是在旋轉(zhuǎn)盤的圓周上，裝有幾個(gè)隨轉(zhuǎn)盤公轉(zhuǎn)又做高速自轉(zhuǎn)的球磨罐。球磨罐內(nèi)的磨球在慣性力的作用下，對(duì)物料形成很大的高頻沖擊和磨擦，進(jìn)行快速細(xì)磨，如圖3所示。
    龔姚騰等對(duì)行星式球磨機(jī)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真研究，其離心加速度主要取決于設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸及公轉(zhuǎn)角速度。當(dāng)公轉(zhuǎn)角速度小于300 r min一時(shí)，離心加速度急劇下降，幾乎不產(chǎn)生磨碎作用。Gaf-fet以行星球磨機(jī)為對(duì)象建立了球磨參數(shù)與碰撞能量、碰撞頻率之間的關(guān)系，并繪出了適合Ni-Zr金屬間化合物非晶轉(zhuǎn)變的三維PPD圖(Parameter Phase  Diagram)。Magini、柳林等假設(shè)磨球與罐壁的碰撞是能量傳遞的主要方式，球與罐壁的碰撞是完全非彈性碰撞得出磨球每次碰撞傳遞給單位質(zhì)量粉末的能量為：
    其中，AE，為每次碰撞粉末獲得的能量；Qmax為參與碰撞粉末總質(zhì)量；R。為支撐盤的半徑；p為磨球的密度；D。為磨球的直徑；w為球磨機(jī)轉(zhuǎn)速；a為包覆在磨球表面上粉末的面密度；E．，E：分別表示球和罐的彈性模量。
2.3振動(dòng)式球磨機(jī)
    振動(dòng)式球磨機(jī)是利用研磨介質(zhì)（球形或棒狀）在作高頻振動(dòng)的簡(jiǎn)體內(nèi)對(duì)物料進(jìn)行沖擊、摩擦、剪切等作用而使物料粉碎的細(xì)磨與超細(xì)磨設(shè)備。工作中，介質(zhì)的運(yùn)動(dòng)取決于振動(dòng)類型、磨筒形狀和充填率。振動(dòng)的振幅、頻率越高，物料粒度越細(xì)；物料充填率越大，則粒度越粗；介質(zhì)的充填率以60%~80%為宜；在一定范圍內(nèi)，物料的比表面積與粉碎時(shí)間成正比；根據(jù)給料粒度，通過(guò)選擇適宜的介質(zhì)尺寸，調(diào)節(jié)振動(dòng)的振幅和頻率以及給料量和介質(zhì)的充填率等可以得到所要求的物料細(xì)度。振動(dòng)式比行星式能量略高(圖4)。