机械合金化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。具有成本低、产量大、工艺简单及周期短等特点。机械合金化已经成为材料制备技术中打的重要方法之一。到目前为止已成功制备出弥散强化合金、高温合金、贮氢材料、过饱和固溶体、复合材料、超导材料、非晶、准晶和纳米晶。

通常实现金属粉末机械合金化的球磨装置主要有以下几种：搅拌球磨机、滚动球磨机、行星式球磨机和震动球磨机，如图所示。其工作原理如下:

（1）      搅拌球磨机（图a）是一种朂有发展前途而且是能量利用率更高的超细粉碎设备，同样也是重要的机械化设备。搅拌球磨机又称搅拌磨，它主要由一个静止的球磨筒体和一个装在筒体中心的搅拌器组成，筒体内装有磨球，磨球由装在中心的搅拌器带动，搅拌器的支臂固定在搅拌轴上，当搅拌器旋时，磨球与物料作多维度的循环运动和自传运动，从而在磨筒内不断地上下、左右相互置换位置产生强烈的运动，由磨球介质重力与螺旋回转产生的挤压力对物料产生冲击、摩擦和剪切作用，使物料粉碎。

（2）        滚动球磨机（图b）也称卧式球磨机，球磨筒体绕其横轴转动。粉碎物料的作用效果主要取决于球和物料的运动状态，而球和物料的运动状态又取决于球磨筒体的转速。在重力和旋转所产生的离心力综合作用下，球体上下翻滚砸在粉末上从而达到破碎和机械化的效果。但其球磨效果一般，效率低。

（3）        振动球磨机（图c）振动球磨机是利用磨球在作高频振动的筒体内对物料进行冲击、摩擦、剪切等作用从而使物料粉碎的球磨装置。一维振动式球磨机，筒体作纵向振动，在此过程中，磨球抛起落下，砸在粉末上进行研磨。三维振动式，其工作原理和一维振动球磨机相同，但是在三个方向上，自由振动工作情况更为复杂，球体不但和桶壁发生碰撞，还与筒体的顶部和底部碰撞，但其球磨效果也一般，效率低。