机械合金化(mechanical alloying.简称MA) 是指金属或
合金粉末在
高能球磨机中通过粉末颗粒与磨球之间长时间激烈地冲击、碰撞,使粉末颗粒反复产生冷焊、断裂,导致粉末颗粒中原子扩散,从而获得合金化粉末的一种粉末制备技术。机械合金化粉末并非像金属或合金熔铸后形成的合金材料那样,而是各组元之间充分达到原子间结合,形成均匀的固溶体或化合物。在大多数情况下,在有限的球磨时间内仅仅使各组元在那些相接触的点、线和面上达到或趋近原子级距离,并且最终得到的只是各组元分布十分均匀的混合物或复合物。当球磨时间非常长时,在某些体系中也可通过固态扩散,使各组元达到原子间结合而形成合金或化合物。
机械合金化制粉技术最早是美国国际镍公司的本杰明(Benjamin)等于1969年前后研制成功的一种新的制粉技术。这种工艺最初被称为“球磨混合”,但是INCO (国际镍公司)的专利代理律师Mr.EwanC.MacQueen在第一个专利申请中将此种工艺称为“机械合金化”,该名称一直沿用至今。
机械合金化技术已被广泛应用于制备各种先进材料,包括平衡相、非平衡相和复合材料。机械合金化技术是制备复台材料的一种重要方法,机械合金化通过机械混合、弥散强化、自蔓延烧结、原位反应合成等多种方式制备出了性能优异的复合材料,特别是20世纪80年代一些材料科学家提出了纳米复合材料的概念后,机械合金化技术被用于制备纳米复合材料,这种材料中的纳米增强相粒千与基体界面清晰、无污染、有很强的界面强度。机械合金化技术已经成为纳米复合材料一种重要的制备方法。