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| 机械合金化的基本过程是：将粉末与适量磨球（淬火钢或碳化钨球等）共置入密封球磨罐内，通过球磨罐的剧烈摇动或振动，使磨球间的粉末被碰撞，粉末重复性地被挤压变形、焊合、断裂再焊合，形成层状复合体。这种复合体颗粒再经历重复的冷焊、断裂再冷焊的过程，随着复合体颗粒的层状结构不断细化，缠绕，起始的颗粒层状特征逐渐消失，最后形成非常均匀的亚稳态结构。 根据球磨材料的不同，机械合金化过程可分为三种类型：(a) 韧性-韧性系统 大多数元素混合物属于这一类。在相互碰撞的磨球间的韧性组元，变形冷焊，形成复合层状结构。随球磨的进一步进行，复合粉末进一步细化，层间距减小，片层变得缠绕不分。产生了更短的扩散途径。组元原子间的扩散更易进行，最后达到原子级合金化。如Ni-Cr, Cu-Zn 等。对于这一体系需要抑制其强烈的冷焊倾向，保持冷焊和断裂的平衡。(b) 韧性-脆性系统：早期Benjamin及同事的工作是此类的典型代表。脆性粉末在球磨时被逐渐破碎，碎片嵌到韧性粉末层状结构中。随球磨过程的进行，韧性粉末之间焊合更加紧密，最后脆性组元弥散分布在韧性组元基体上，起弥散强化作用。如氧化钇弥散分布在基合金中。(c) 脆性-脆性系统：其合金化机理目前不太清楚。但在球磨过程中组元之间有材料的迁移，其可能机制为球磨时由以下因素诱发塑性变形: (1)局部温度升高；(2)在无缺陷体积内的微观变形；(3)表面变形；(4)粉末的流体静应力。如球磨Si-28at%Ge体系可形成固溶体。 机械合金化作为一种非平衡工艺，能够通过固态反应形成具有亚稳结构的材料，其中包括过饱和固溶体、非晶、纳米晶、准晶 等一系列非平衡材料。 |
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