機(jī)械合金化(MechanicalAlloying，簡(jiǎn)稱MA)是一種從元素粉末制取具有平衡或非平衡相組成的合金粉末或復(fù)合粉末的制粉技術(shù)。它是在高能球磨機(jī)中，通過(guò)粉末顆粒之間、粉末顆粒與磨球之間長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生非常激烈的研磨，粉末被破碎和撕裂，所形成的新生表面互相冷焊而逐步合金化，其過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，最終達(dá)到機(jī)械合金化的目的。

　　機(jī)械合金化是美國(guó)國(guó)際鎳公司Benjamin等人于20世紀(jì)60年代末期開(kāi)發(fā)的，當(dāng)時(shí)主要用于制備同時(shí)具有沉淀硬化和氧化物彌散硬化效應(yīng)的鎳基和鐵基超合金。20世紀(jì)80年代初，美國(guó)科學(xué)家Koch及其同事采用機(jī)械合金化手段成功地獲得Ni60Nb40非晶粉末，此后，該方法得到迅速發(fā)展。W.Schlum和H.Grewe通過(guò)大量的試驗(yàn)研究之后，于1988年提出機(jī)械合金化方法能夠制備納米晶體。后來(lái) Fecht等用機(jī)械合金化方法成功地制備出納米級(jí)超細(xì)晶合金，開(kāi)創(chuàng)了機(jī)械合金化技術(shù)新領(lǐng)域�，F(xiàn)在，機(jī)械合金化方法已成功地應(yīng)用于制備納米級(jí)超細(xì)晶彌散強(qiáng)化材料、磁性材料、超導(dǎo)材料、非晶材料、納米晶材料、輕金屬高比強(qiáng)材料和過(guò)飽和彌散固溶體等。美國(guó)、德國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入大量的人力、物力和財(cái)力，做了大量的研究工作，取得了顯著的成果，并已經(jīng)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。美國(guó)INCO公司已經(jīng)建成了鐵、鎳、鋁基氧化物彌散強(qiáng)化合金的機(jī)械合金化生產(chǎn)線，生產(chǎn)能力達(dá)350t/年。我國(guó)機(jī)械合金化研究工作從1988年開(kāi)始，十多年來(lái)已取得了十分顯著的進(jìn)展。
機(jī)械合金化 

    1　基本原理

　　1988年，日本的新宮秀夫提出了壓延和反復(fù)折疊模型。當(dāng)一次壓下率為1/a時(shí)，經(jīng)n次壓延后，其厚度即由原來(lái)的d0變?yōu)閐，且d=d0(1/a)。如用機(jī)械合金法將兩種元素的粉末混合壓延10次且設(shè)1/a≈31 6296，粉末粒度則可被減薄到其原來(lái)厚度的十萬(wàn)分之一，形成非常微小的雙層重疊，粉末經(jīng)更多次的壓延可達(dá)到納米級(jí)的微細(xì)組織結(jié)構(gòu)。因此，機(jī)械合金化法使粉末在固態(tài)下也可能發(fā)生合金化。1990年，Atzmon又提出了另一種機(jī)械合金化原理? 機(jī)械感應(yīng)自蔓延反應(yīng)機(jī)理即金屬間化合物不是一個(gè)形核長(zhǎng)大的過(guò)程，而是突然爆發(fā)形成的。因?yàn)槿紵�自蔓延反�?yīng)的點(diǎn)燃溫度與粉末顆粒及晶粒尺寸有關(guān)，點(diǎn)燃溫度隨粉末顆�；蚓Я３叽鐪p小而降低。當(dāng)粉末顆�；蚓Я�減小到一定程度，球磨過(guò)程中的機(jī)械碰撞產(chǎn)生的局部高溫就可以“點(diǎn)燃”粉末，表現(xiàn)為合金的突然爆發(fā)形成。

　　現(xiàn)在，一般認(rèn)為球磨中多數(shù)機(jī)械合金化過(guò)程是受擴(kuò)散控制的。機(jī)械合金化的基本過(guò)程是粉末顆粒的反復(fù)混合、破碎和冷焊，幾種金屬元素或非金屬元素粉末的混合物在球磨過(guò)程中會(huì)形成高密度位錯(cuò)，同時(shí)晶粒逐漸細(xì)化至納米級(jí)，這樣為原子的相互擴(kuò)散提供了快速通道，在一定條件下，合金相的核得以形成。在進(jìn)一步的球磨過(guò)程中，直到所有元素粉末形成合金相，并逐步長(zhǎng)大。

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