因为机械合金高能球磨机的反响进程的复杂性，导致其反响机理也十分复杂。通过几十年的理论探索研讨，人们对其机理的知道也渐趋老练。如今机械合金化作为制备新资料的一种重要办法，日益遭到国际资料界的重视，因而了解它的反响机理至关重要。到目前为止，环绕反响中的某一种首要现象，提出了许多的反响机理。本文首要介绍了几个相对比较老练的机理以供学习和参阅。

　　1界面反响为主的反响机理

　　一般来说，有固相参与的多相化学反响进程是反响剂之间到达原子级结合、克服反响势垒而产生化学反响的进程，其特色是反响剂之间有界面存在。在球磨进程中粉末系统的活性到达足够高时，球与粉末颗粒相互磕碰的瞬间构成的界面温升诱发了此处的化学反响，（如一些资料工作者报道的机械合金化进程中的燃烧组成反响（SHS）现象），反响产品将反响剂分开，反响速度取决于反响剂在产品层内的分散速度。在球磨进程中，因为粉末颗粒不断产生开裂,产生了很多的新鲜外表,而且反响产品被带走,然后维持反响的接连进行,直至整个进程的完毕。

　　在文献中作者将Fe-Al质料按28%Al（原子分数）的比例配料进行高能球磨，通过对粉末的测验剖析标明，跟着球磨时间的延伸，铝的峰值逐步削弱，当球磨20h后，铝的衍射峰则十分弱小：球磨30h后简直调查不到铝的衍射峰，并对30h后的粉末进行放热剖析，发现放热进程十分陡峭，然后阐明跟着球磨时间的延伸，金属铝与铁大部分产生反响构成金属间化合物，这一成果与Cardellini所得到的成果相相似。

　　粉末经精细球磨到必定程度后，粉末颗粒变得十分细小，并跟着外表积的增,大而增,大了颗粒之间在界面直接产生反响的几率，因而微观表现为界面反响为主Fe、Al原始粉末机械合金化构成FeAl或Fe3Al首要是这种机理在起效果：球磨进程中，粉末经不断的磕碰产生很多的新鲜外表，当颗粒之间到达必定的原子距离时，彼此相互焊合而产生原子间结合。不断的磕碰产生很多的新鲜结合外表，使得反响不断的进行，终构成了化合物。有些研讨者也发现，Fe、Al粉末在球磨25h后现已开端产生合金化而球磨100h后则彻,底合金化生成FeAl合金。

　　2分散为主的反响机理

　　在高能球磨进程中，粉末被重复破碎和焊合，产生很多新鲜的结合界面，构成细化的多层状复合颗粒。持续研磨，因为塑性变形内部缺点（空位、位错等）添加导致晶粒进一步细化。此刻在其内组元间产生了固态反响分散，其分散有三个特色：分散的温度较低；分散距离很短；系统能量增高，分散系数提高。

　　关于固态晶体物质，微观的分散现象是微观搬迁导致的成果，为了完成原子的跃迁系统须到达一个比较高的能量状况，所示，这个额外的能量称为激活能DEa。固态中的原子跃迁一般以为是空位机制，其激活能为空位的构成能DEf和搬迁能DEm两者之和。

　　在高能球磨进程中粉末在较高能量磕碰效果下产生很多的缺点（空位、位错等），因而，机械合金化所诱发的固态反响实际上是缺点能和磕碰能一起效果的成果。所以它不再需求空位的构成能，分散所要求的总的激活能下降。

　　依据Arrhenius定律，分散系数D与激活能的关系为：

　　D=D0e（-DEa/RT）（1）

　　D为分散常数；DEa为分散激活能，R为气体常数，T为绝,对温度。

　　关于空位机制代入式（1）

　　D=D0e[-（DEa+DEm）/RT]（2）

　　此式标明：关于同一D值削减激活能如削减空位产生激活能，就意味着将会有更多的空位与近邻的分散原子产生换位，下降了原子的分散势垒，增,大了空位浓度，使得分散系数增,大。因而通过削减DEf有可能使DEm明显下降在高能球磨进程中，下降分散激活能是提高分散的首要途径，关于热激活分散，晶体缺点很快被退火消除，缺点在分散均匀化退火进程中贡献很小。而关于高能球磨，缺点密度随球磨时间的添加而添加；因而关于高能球磨进程中的分散均匀化动力学进程缺点起首要效果。

　　通过上述理论剖析能够得出，室温球磨时，尽管粉末自身的温升不高，但因为产生了很多的缺点（空位），然后增强了元素的分散才干，使本来在高温下才干产生的进程在室温下也有可能完成。一些研讨者对经不同高能球磨的Al-Ti-C粉料混合物，采用差热剖析和X射线结合办法剖析以为，Al-Ti-C粉料经高能球磨今后，使得Al-Ti-C组成反响激活能下降。然后在较低温度下就可得到性能较好的复合资料。也有研讨者通过高能球磨的办法用Ti和C粉末在室温下组成了纳米级TiC晶粒。实验成果标明：用机械合金化（MA）法能够在比较短的时间内组成TiC粉末，即，通过高能球磨的粉末因为晶粒的细化，使得反响界面面积大大添加，增,大了外表能，而且动态地保持未反响的新鲜界面相触摸，再加上磕碰进程中部分的温度升高，使TiC粉末的一些结构参数产生了改变，分散距离减小，缺点密度增,大，促进了分散，增,大了固态反响的反响动力，然后诱发低温下的自延伸反响组成。

　　3活度控制的金属相变机理

　　机械合金化进程中的金属相变有别于常见的固态相变，突出表现在其非平衡性和强制性。相变产品常常为过饱和固溶体、非晶等非平衡相，也可能构成非晶金属间化合物等。文献对机械合金化进程中的金属相变作了比较具体的介绍。金属相变理论以为，溶质原子的活度决定组元的化学势的凹凸。活度能够用下式表明:

　　a=P/P0（3）

　　P和P0分别为溶质在合金中和处于单质状况的蒸汽压，在热力学平衡条件下,0此外，机械合金化进程产生的细小晶粒中的很多位错将使晶界附近呈现一个部分畸变区，这相当于使晶界变宽了一些，有可能使溶质原子在晶界中偏聚量增,大，然后使溶质的表观固溶度添加。如Fe-Cu系合金机械合金化后,构成了固溶过量Fe的过饱和Cu固溶体。国内一些研讨者在Al-Ti合金粉末的高能球磨实验中发现，938K时Ti在Al中的平衡固溶度仅有0.7%（摩尔分数）,而在球磨进程中，Ti在Al中的固溶度却超越3.6%。而国外研讨者通过对Cu-5%Nb和Cu-10%Nb球磨后发现，Nb全部固溶构成Cu-Nb单相固溶体。在有些合金系中,高能球磨后还会构成非晶和纳米晶过饱和固溶体两相混合物。还有研讨标明，简直所有的合金系统在高能球磨后，都能够构成过饱和固溶体。

　　4结论

　　总归，近年来国内外在MA的理论与应用研讨方面取得了很大进展。但是因为MA进程的复杂性，尚无老练的理论，除了上述理论外还有层分散理论、多晶约束理论、自助放热反响等理论。因而，对应于不同成分的粉末球磨，其反响机理也是不一样的；一起，相同粉系的机械合金化进程也有可能是几种机理一起效果的成果。