機械合金化( Mechanical  Alloying-MA)是一種固態粉末加工技術，這種技術起源于制造氧化物彌散強化的Ni-和Fe-基超耐熱合金，并在航空航天工業獲得應用。但同時，MA設備的性能還遠遠不能滿足科研工作者的需求，制約了復合材料的研究進程。目前MA使用的球磨機可以分為普通球磨機和高能球磨機兩類。而常用的高能球磨機又分為：攪拌式、行星式和振動式三種。研究機械合金化的設備，提高設備的性能，對制備復合材料的設備的選用、工藝設計和工藝參數選擇具有重要意義。
1、普通球磨機
    普通球磨機特點是粉碎比大，結構簡單、機械可靠性強，工藝成熟，可標準化；其工作原理如圖1所示。
    當球磨機按規定的轉速運轉時，研磨介質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，如此周而復始，使處于研磨介質之間的物料受沖擊作用而被擊碎與混合。同時，由于研磨介質的滾動和滑動，使顆粒受研磨、摩擦、剪切等作用而被磨碎。球磨機的臨界轉速受球磨機簡體直徑和長度的影響。一般其工作轉速與球磨罐直徑的關系。
    由于受到球磨罐轉速的限制，罐中的磨球能量較低，球磨后物料的顆粒相對較大，球磨的效率比較低。在材料科學研究工作中，己逐步被高能球磨機所取代。
2、高能球磨機
2.1攪拌式球磨機
    富通新能源銷售球磨機、雷蒙磨粉機等磨機設備。
    攪拌式球磨機主要由一個靜置研磨筒和一個旋轉攪拌器（攪拌裝置）構成，如圖2所示。其特點是受攪拌器極限轉速的制約程度小，可以傳遞給磨球較高的能量，但是球磨過程中攪拌器的磨損嚴重，容易對物料產生污染。
    攪拌式球磨機通過攪拌器攪動研磨介質產生沖擊、摩擦和剪切作用使物料粉碎。研磨介質通過不規則運動對物料產生三種作用力：研磨介質間互相沖擊產生的沖擊力；研磨介質轉動產生的剪切和摩擦力；研磨介質填入攪拌臂所留下的空間而產生的撞擊力。
    在攪拌式球磨機中，常常使用球形研磨介質，其平均直徑小于6 mm，用于超細粉碎時，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，攪拌器的磨損越嚴重。
2.2行星式球磨機
    行星式球磨機的特點是磨球的運動方式更為復雜，獲得的能量更高，此種球磨機在相同的工藝參數下，可以同時制備幾組物料，便于進行科學研究，應用最為廣泛。其工作原理是在旋轉盤的圓周上，裝有幾個隨轉盤公轉又做高速自轉的球磨罐。球磨罐內的磨球在慣性力的作用下，對物料形成很大的高頻沖擊和磨擦，進行快速細磨，如圖3所示。
    龔姚騰等對行星式球磨機進行了計算機仿真研究，其離心加速度主要取決于設備的結構尺寸及公轉角速度。當公轉角速度小于300 r min一時，離心加速度急劇下降，幾乎不產生磨碎作用。Gaf-fet以行星球磨機為對象建立了球磨參數與碰撞能量、碰撞頻率之間的關系，并繪出了適合Ni-Zr金屬間化合物非晶轉變的三維PPD圖(Parameter Phase  Diagram)。Magini、柳林等假設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為球磨機轉速；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振動式球磨機
    振動式球磨機是利用研磨介質（球形或棒狀）在作高頻振動的簡體內對物料進行沖擊、摩擦、剪切等作用而使物料粉碎的細磨與超細磨設備。工作中，介質的運動取決于振動類型、磨筒形狀和充填率。振動的振幅、頻率越高，物料粒度越細；物料充填率越大，則粒度越粗；介質的充填率以60%~80%為宜；在一定范圍內，物料的比表面積與粉碎時間成正比；根據給料粒度，通過選擇適宜的介質尺寸，調節振動的振幅和頻率以及給料量和介質的充填率等可以得到所要求的物料細度。振動式比行星式能量略高(圖4)。