機械球磨法在稀土材料制備領(lǐng)域的研究進展

昝苗苗， 何志宏， 曾昕鳴， 陳金發(fā)， 肖燕飛*

（江西理工大學(xué)，a. 材料冶金化學(xué)學(xué)部； b. 贛州市綠色冶金與過程強化工程技術(shù)研究中心；c. 自然資源部離子型稀土資源與環(huán)境重點實驗室， 江西 贛州 341000）

稀土元素具有獨特的電子層結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)特性，有著“新材料之母”和“工業(yè)味精”等美稱。由稀土所制備的稀土材料常具有非常優(yōu)良的光、電、磁、熱、催化等性能，被廣泛應(yīng)用于冶金機械、石油化工、節(jié)能環(huán)保、國防軍工和高新材料等領(lǐng)域，其戰(zhàn)略價值與地位不容忽視[1-3]。

機械球磨法制備稀土材料具有效率高、工藝簡單、生產(chǎn)周期短、易工業(yè)化等優(yōu)點，是一種適合大批量生產(chǎn)稀土材料的方法[4-5]。隨著傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的升級、國防科技工業(yè)與新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要，采用機械球磨法制備稀土材料得到了重視，也取得了長足的進展，為超細稀土氧化物粉體、稀土功能材料、稀土合金化材料等稀土材料的開發(fā)研究提供了新的思路與方法[6]。本文對機械球磨法在稀土材料制備領(lǐng)域的研究進行了綜述，為綠色高效地制備稀土材料提供參考。

1 機械球磨法的原理和優(yōu)勢

機械球磨法是BENJAMIN在研究氧化物彌散強化鎳基高溫合金時所提出的一種固態(tài)工藝，球磨機高速旋轉(zhuǎn)帶動球磨罐在圍繞主盤軸公轉(zhuǎn)的同時自轉(zhuǎn)，罐中磨球與物料在高速運動中相互碰撞、剪切與摩擦，物料在強烈的沖擊力與摩擦力下被反復(fù)擠壓、變形、斷裂與冷焊，再經(jīng)過強化的加工硬化以合成具有非常精細微觀結(jié)構(gòu)的新型材料[7-9]。顆粒經(jīng)過持續(xù)冷焊、斷裂、精煉，形成了無數(shù)的擴散反應(yīng)，同時擴散距離也極大地縮短，這樣，在室溫下組元間的反應(yīng)便可發(fā)生[10-11]。在機械力的作用下，反應(yīng)得到了強化，如某些利用熱能不能發(fā)生的反應(yīng)可以進行、一些與熱化學(xué)反應(yīng)機理不同的反應(yīng)也能發(fā)生、某些反應(yīng)速度會更快、某些反應(yīng)可以建立與相律抵觸的化學(xué)平衡等[12]。

機械球磨法通過控制球磨參數(shù)來控制合成粉體理化性質(zhì)，如球磨溫度、球磨氣氛、球磨壓力、磨球與球磨罐的材質(zhì)、球料比、固液比、球磨時間、球磨方式及轉(zhuǎn)速、填充率、有無表面活性劑與大中小球體積比等，這些因素在某種程度上是相互依賴的[13-14]。與其他方法相比，在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程中，機械球磨法可以明顯降低反應(yīng)活化能、減小粉體粒徑、提高粉末活性、改善粒度分布、增強界面之間的結(jié)合、促進固態(tài)離子擴散以及誘發(fā)低溫化學(xué)反應(yīng)，從而提高材料的密實度和光、電、熱學(xué)等性能，而且設(shè)備簡單、過程易控、成本低、污染少，是一種節(jié)能、高效的材料制備技術(shù)，易于工業(yè)化生產(chǎn)[12,15-18]。所以，在復(fù)雜礦物的處理、粉體表面的改性、粉體的活化、功能粉體的合成、機械的合金化、超細粉體的制備等領(lǐng)域，機械球磨法有著廣闊的研究和應(yīng)用市場[19]。

2 機械球磨法制備稀土材料的研究進展

2.1 機械球磨法在制備超細稀土氧化物粉體方面的研究

稀土氧化物粉體顆粒粒度的超細化有利于增大其比表面積、表面張力與活性，光吸收性與熱導(dǎo)性得到改善、磁性增強、熔點降低，其吸附性能、催化性能、物理親和力、電性與熱力學(xué)性質(zhì)也都會得到明顯的提升，表現(xiàn)出一些大塊材料不具備的性能，在靶向藥物釋放、基因沉默、治療、工業(yè)和環(huán)境催化、水凈化和光電學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用大大增加[20-21]。如SOVIZI等[22]發(fā)現(xiàn)將超細氧化鑭顆粒涂在指狀微電極上，微電極在室溫條件下檢測二甲胺氣體會具備非常高的靈敏度。將超細氧化鈰粉體用于精密拋光行業(yè)不僅有助于消除機械刮痕，提高去除率，還可以降低被拋光物品的表面粗糙度，在航空航天的精密加工領(lǐng)域用處比較廣泛[23]。制備超細稀土粉體的方法有很多，根據(jù)反應(yīng)物質(zhì)的物料狀態(tài)和生產(chǎn)粉體的環(huán)境，可分為液相法、氣相法、固相法[24]。固相法因具備操作簡便、成本低、污染小、適宜大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點而廣受人們的青睞，其中的機械球磨法因反應(yīng)過程增大了粒子的剪切力而提高了其擴散速率，導(dǎo)致其反應(yīng)速度提高，從而有利于反應(yīng)物與產(chǎn)物的細化，是一種簡單、易控、可行性高的制備超細稀土粉體的方法[25-26]。

李艷等[27]將草酸/碳酸銨、水合硝酸釔按一定的摩爾比在研缽中研磨分散后放入QM-ISP 行星球磨機的瑪瑙球磨罐中進行機械球磨，將得到的粉體洗滌、過濾、烘干，最終獲得了粒度分布均勻且粒徑達到納米級的超細氧化釔，不僅避免了使用溶劑，使得操作過程更簡易，還防止了副反應(yīng)的發(fā)生。張麗[28]以一定摩爾比的水合氯化鈰和草酸為原料，將原料分別研磨20 min 后置于罐中，加入磨球和球磨介質(zhì)無水乙醇，轉(zhuǎn)速為200 r/min，制備出了大小均勻且分散性好的球形氧化鈰顆粒，平均粒徑為0.51 μm，70%的顆粒粒徑在200～600 nm之間。高海煉等[29]以一定固液比的水合草酸釔與氨水為原料，球料比為5∶1（指磨球與物料的質(zhì)量比，下同），球磨轉(zhuǎn)速為350 r/min，正反交替球磨3 h 獲得了顆粒大小分布均勻及D50＜0.5 μm、D90＜1 μm 的窄分布超細氧化釔顆粒。辜子英等[30]采用濕固相機械球磨法制備了亞微米級的超細氧化鈰，滿足了工業(yè)應(yīng)用的實際要求。胡盛東[31]以氯化稀土和草酸為原料，加入少量潤滑劑，通過機械球磨得到草酸稀土前驅(qū)體，再對前驅(qū)體進行熱處理后分別制得了粒度較小且形貌均勻的超細稀土氧化物，其中 96.8%的氧化鈰粉體粒徑為 1.0～41.3 nm， 96.8%的氧化鑭粉體粒徑為 1.0～10.7 nm， 94.2%的氧化鐠粉體粒徑為 1.0～43.0 nm， 94.7%的氧化釹粉體粒徑為 1.0～49.7 nm。

采用機械球磨法制備超細粉體不僅避免了使用溶劑，使得操作過程更簡易，防止了副反應(yīng)的發(fā)生，而且所得產(chǎn)品粒徑更小、晶型好、粒度分布較窄，性能也滿足了實際應(yīng)用要求。但是，采用機械球磨制備超細粉體時，如若表面活性劑種類或者分子量選擇不當(dāng)都會導(dǎo)致粉體發(fā)生團聚，從而影響產(chǎn)品的性能，后期可以從探究添加的表面活性劑種類、分子量及用量入手探索其對制備超細稀土粉體的影響，以獲得粒徑小且分布均勻的超細稀土氧化物粉體。

2.2 機械球磨法在制備稀土功能材料方面的研究

2.2.1 稀土拋光材料的制備

稀土拋光粉是一種高效拋光粉，不但具有較好的拋光能力，還可以多次循環(huán)利用。稀土拋光粉已成為平板玻璃、光學(xué)儀器玻璃、顯像管和面板玻璃以及某些寶石材料拋光加工的較優(yōu)材料。稀土拋光粉主要成分是CeO2，粉體拋光性能主要受其粒徑與粒度分布影響，研究者正致力于尋找一種粒徑小、粒度分布均勻、拋光性能好的拋光粉的制備方法，以滿足科技發(fā)展的不同需求[32-33]。目前，科研人員大都采用液相法制備CeO2，液相法成本低、產(chǎn)能大、所得粉體粒徑小，但液相法所用沉淀劑大多為草酸或含氮的溶液，會污染環(huán)境，且所得粉體容易發(fā)生團聚。機械球磨法可成為一種綠色高效制備稀土拋光粉的方法。

胡浩等[34]以碳酸鈰與氟化銨為原料，使用TJWM低溫循環(huán)式行星球磨機，在球料比為10∶1、轉(zhuǎn)速為300 r/min 的條件下球磨3.5 h 后，在合適的溫度下焙燒，得到粒徑較小、主衍射峰較強的CeO2粉體。對此粉體進行拋光實驗，在拋光2 h后K9玻璃的拋蝕量達到0.186 3 g，其259 μm×257 μm范圍表面粗糙度降低至0.025 μm。吳婷等[35]以大比重堿式碳酸鈰為原料，在液固比為1∶1（反應(yīng)物中固相與液相的質(zhì)量比，下同），球料比為7.5∶1的條件下濕法球磨5 h，然后在合適的溫度下煅燒，制得了粒徑小、粒度分布窄、形狀為類球形、顆粒平均粒徑為114 nm的超細CeO2，此CeO2顆粒的材料去除率（MRR）為342.31 nm/min，具有較好的拋光性能。胡盛東[31]將通過機械球磨法制得的CeO2拋光粉與某企業(yè)制得的CeO2拋光粉產(chǎn)品進行對比，發(fā)現(xiàn)2種CeO2拋光粉的拋蝕量相當(dāng)。

與其他方法相比，機械球磨法不僅在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的過程中加大了剪切力的作用，增加了粒子的擴散速度，有利于反應(yīng)物和產(chǎn)物的細化，而且避免了溶劑的引入，減少了中間的沉淀過程，降低了拋光粉制備過程中諸多制備條件的影響，制備的粉體拋光性能高且表面粗糙度較低，還節(jié)省了工業(yè)原料，最大限度地降低副產(chǎn)物的排出量，減少或避免了環(huán)境污染，易于工業(yè)化生產(chǎn)，大大拓寬了拋光材料的研究范圍。

2.2.2 稀土催化材料的制備

稀土與其他金屬催化組分制成的催化劑，不僅有較高的穩(wěn)定性與活性，而且具備較高的選擇性與抗中毒性、比貴金屬資源豐富、生產(chǎn)周期短且價格便宜[32]。隨著國民環(huán)保意識增強，稀土催化材料在汽車尾氣、工業(yè)廢氣凈化、居住環(huán)境凈化、催化燃燒、石油化工催化劑與燃料電池等領(lǐng)域的應(yīng)用深度與廣度都有所提高[36]。有學(xué)者采用共沉淀法、溶膠-凝膠法、微乳液法、水熱合成法等制備稀土催化劑，但因合成的粉體顆粒粒徑大且不規(guī)則，限制了其在氣固兩相反應(yīng)中的實際接觸面積，且能耗高、成本高、規(guī)模受限等原因限制了其工業(yè)化程度[37-38]。機械球磨法制備稀土催化材料可有效地避免上述問題因而受到廣泛關(guān)注。

KALIAGUINE 等[39-40]采用機械球磨法制備了具有高比表面積且粒徑達到納米級的催化劑，縮短了后續(xù)焙燒過程所需的擴散距離，降低了反應(yīng)溫度。張泉[41]以Co 為研究對象，將輕稀土氧化物（La2O3、CeO2）作為助劑，使用QM-ISP行星球磨機，球料比為20∶1，轉(zhuǎn)速為420 r/min，制備了納米級的Co基催化粉末，使得Co 基催化材料的催化活性與選擇性有所提高，抑制了Co的氧化，解決了原有制備方法成本高、易產(chǎn)生有毒物質(zhì)等問題。孟昭磊[42]通過機械球磨結(jié)合微波焙燒制備了具有較好脫硝性能的NH3-SCR 稀土礦物催化材料，其對一氧化氮的去除率高達92%，揭示了以稀土精礦物材料為載體制備催化材料的關(guān)鍵性基礎(chǔ)問題，對稀土精礦高值化利用進行了有益的探索。

與傳統(tǒng)的化學(xué)法相比，機械球磨法兼具了材料加工與形貌結(jié)構(gòu)改性兩大主要功能，可以滿足特定材料的制備要求，球磨過程中的高能撞擊產(chǎn)生的強力剪切和剝離作用，使晶粒破碎細化，比表面積增大的同時產(chǎn)生大量的孔洞缺陷和空位，暴露出更多活性位點和邊緣缺陷，進而提升材料的催化性能。采用機械球磨法制備的稀土催化材料不僅催化性能好、制備工藝簡單且條件溫和、能耗少，可以大批量地處理加工材料，而且避開溶解材料所需的大量溶劑且避免生成污染環(huán)境的毒害物質(zhì)[43]。隨著國家對汽車尾氣與工業(yè)廢氣排放、空氣凈化的管控，稀土催化材料將會具有更多的工業(yè)應(yīng)用與研究價值。

2.2.3 稀土永磁材料的制備

稀土永磁材料具有較高的最大磁能積與矯頑力，是目前已知的綜合性能最高的一種新型金屬永磁材料，已在微波通信技術(shù)、電機工程、儀器表與計時裝置、電聲器件、磁力機械、交通運輸工程、磁分離技術(shù)、磁療與健身器械等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。

DING 等[44-45]采用機械球磨法在高純氬氣氣氛下，將原料（釤粉、鈷粉或鐵粉）和鋼球密封在一個淬硬鋼瓶中進行研磨，將研磨后的粉末真空退火，一定溫度下保存一定時間制得了具備剩磁增強效應(yīng)的Sm-Fe-N/Fe 復(fù)合永磁體。王大鵬[46]采用機械球磨法制得了在高溫下仍具備溫度穩(wěn)定性、對外仍顯示單一磁性行為、可工作溫度高達600 ℃的SmCo5/Nd2Fe14B 納米復(fù)合磁體。ZHANG 等[47]以納米Nd、Fe、Mo 粉為原料，將通過機械球磨法制得的粉體進行適當(dāng)?shù)臒崽幚砗笾苽淞司邆漭^好磁性能的NdFe10.5Mo1.5Bx納米復(fù)合交換永磁體，其最佳磁性能Hci=677.4 kA/m，Br=0.9831 T，（BH）max=166.2 kJ/m3。胡靖[48]和耿紅民[49]采用機械球磨法制得了粒徑較小、顆粒分布非常均勻的超細釹鐵硼顆粒，此制備方法較其他方法效率更高。耿紅民[49]在正庚烷中球磨Nd-Fe 合金，結(jié)合相關(guān)處理工藝，簡單地制得了Nd2Fe14C 永磁相，其永磁特性得到了顯著提高，最大磁能積高達90.4 kJ/m3；在正庚烷中球磨Sm-Fe合金，結(jié)合相關(guān)工藝簡單地制得了Sm2Fe17C 永磁相，通過二次球磨與熱處理，提高了Sm2Fe17C 永磁相的含量，也改善了含有永磁和軟磁的納米復(fù)合磁體的永磁性能。石剛等[50]以鑄態(tài)NdFeB 合金為原料，在氫氣氣氛下球磨20 h，結(jié)合相關(guān)處理工藝，獲得了超細的Nd2Fe14B/α-Fe 納米復(fù)相Nd12Fe82B6合金粉末，其平均粒徑約為30 nm。黃亞魁[51]將在氫氣氣氛下熱處理后的Nd14Fe66.9B7Co11Zr0.1Ga1.0合金通過機械球磨20 h制得了平均粒徑約為8 nm的納米晶型磁粉。

在高性能稀土永磁材料的制備方面，機械球磨法具有可顯著降低材料的合成溫度和提高理論密度的優(yōu)勢，顯示出了巨大的應(yīng)用前景，有望協(xié)同稀土永磁材料向高端技術(shù)領(lǐng)域突破。然而，在有限的球磨時間內(nèi)，球磨法僅使各組元在接觸的點、線和面上達到或趨近原子級距離，得到的只是各組元分布不太均勻的混合物或復(fù)合物，后續(xù)可以考慮高溫濕法條件下進行球磨，探索如何使得各原料達到原子間的結(jié)合，以形成均勻的固溶體或化合物。

2.2.4 稀土儲氫材料的制備

稀土儲氫材料是指在一定的溫度和壓力范圍內(nèi)能大量可逆地吸收與釋放H2的材料，主要應(yīng)用于H2的運儲、分離與提純，或作為加氫反應(yīng)的催化劑，在高性能充電電池、H2壓縮機、熱泵與制冷等方面應(yīng)用廣泛。稀土儲氫材料的制備方法主要有合金熔煉法、還原擴散法、化學(xué)合成法、物理氣相沉積法和機械合金化法等，其中機械球磨法是制備稀土儲氫材料的重要方法之一。研究發(fā)現(xiàn)，用機械合金化所制備的Mg系儲氫材料，其儲氫性能明顯優(yōu)于傳統(tǒng)方法制備的產(chǎn)物。GROSS 等[52]將鎂基合金La2Mg17與稀土儲氫合金進行機械球磨，發(fā)現(xiàn)混合后的合金在250 ℃下不到1 min 吸收的H2達到飽和量的90%，而相同條件下，La2Mg17吸收同樣的H2需要2.5 h，而且球磨后合金吸氫動力學(xué)得到更大的改善。利用機械合金化法制備的MmNi5-x(CoMnAl)x/Mg 復(fù)合儲氫合金，其吸氫量和吸氫動力學(xué)性能均有明顯提高[32]。

ZHANG 等[53]通過機械球磨法成功制備了對MgH2催化效果較優(yōu)的LaNi4.5Mn0.5亞微粒，此LaNi4.5Mn0.5亞微粒改性的MgH2在175 ℃下開始釋放氫，比普通的MgH2釋放氫的溫度約低150 ℃。完全脫氫的樣品在室溫下會吸收氫氣，此復(fù)合材料在300 ℃下6 min內(nèi)便可解吸6.6%（指質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）的H2，在150 ℃的條件下10 min 內(nèi)便可裝入4.1%的H2。摻雜亞微米LaNi4.5Mn0.5后，用于氫化的MgH2的表觀活化能從（72.50 ± 2.70）kJ/mol 降低至（16.63 ±1.40） kJ/mol，而且在10個循環(huán)后仍保持6.1%的氫容量，形成的Mg2Ni /Mg2NiH4、Mn 和LaH3之間的協(xié)同作用可能有助于促進氫沿Mg/MgH2界面的離解和擴散，從而降低了能壘，并提高了MgH2的儲氫性能。機械球磨法制備的鎂基儲氫合金具備較好的儲氫性能，HOUT 等[54]發(fā)現(xiàn)球磨后的MgH2具有原來11 倍的表面積、5 倍的吸放氫速度，而且放氫起始溫度降低了100 ℃。LIANG 等[55]將MgH2與LaNi5球磨制得了比二元合金有更高吸放氫動力學(xué)性能的Mg-Ni-La三元儲氫合金。WANG 等[56]采用機械球磨法制備了Mg-Ni-Ce 合金，大大提高了其儲氫性能。ZALUSKA 等[57]通過機械球磨將MgH2和Mg2NiH4的氫化分解溫度分別降低了100 ℃和40 ℃。SINGH等[58]通過機械球磨法球磨30 h 后制得了放氫溫度比原來低45 ℃，且放氫后再吸氫速率是純MgH2的1.5 倍的超細CeO2。丁志強等[59]以過渡元素和稀土單質(zhì)Sc/Ce/ Sm、NaAlH4與Al 為原料，通過結(jié)合球磨與加氫球磨2 個過程，分別制得了首次放氫量最高、起始放氫溫度最低、容量保持率最高的儲氫材料。

采用機械球磨法制備稀土儲氫材料所得產(chǎn)品動力學(xué)與熱力學(xué)性能有所提高，但是制備過程時間較長，導(dǎo)致能耗較高，且所得產(chǎn)品的顆粒粒度分布不均，在一定程度上限制了機械球磨法在儲氫材料制備方面的應(yīng)用。

2.2.5 稀土發(fā)光材料的制備

稀土發(fā)光材料優(yōu)異的發(fā)光性能歸功于稀土元素特殊的電子層結(jié)構(gòu)，使其成為重要的稀土功能材料，廣泛應(yīng)用于節(jié)能照明、彩電、電腦、網(wǎng)絡(luò)通信、精密測量、醫(yī)療設(shè)備、光電探測、航空航天、信息顯示與國防軍事等領(lǐng)域[32,60]。機械球磨法制備稀土發(fā)光材料因效率高且所得產(chǎn)品發(fā)光性能好而受到廣泛關(guān)注。

蘇杭[61]在溫度為600 ℃、球料比為15∶1 的條件下球磨3 h 制得了無團聚、發(fā)光強度較高且分散均勻的Y2O3:Eu3+顆粒，與化學(xué)沉淀法相比，材料的制備溫度降低了200 ℃，升溫時也提高了固熔度，Eu3+摻雜量提高了1%。郭艷[62]在溫度為600 ℃、球料比為12∶1的條件下球磨1 h，制得了平均粒徑小且均勻、無團聚且發(fā)光強度較高的CaWO4:Eu3+顆粒，與比化學(xué)沉淀法相比，CaWO4∶Eu3+的制備溫度降低了350 ℃，保溫時間縮短為原來的1/2，Eu3+摻雜量提高了10%，材料的發(fā)光強度與熱穩(wěn)定性得到了顯著提高。張小麗[63]以化學(xué)沉淀法制備的前驅(qū)體為原料，在溫度為700 ℃、球料比為15∶1、Eu3+摻雜量為15%的條件下球磨2 h，制得了發(fā)光性能較好的BaWO4∶Eu3+顆粒，在相同的溫度與Eu3+摻雜量的條件下，此方法所制得的材料比化學(xué)沉淀法制得材料的相對發(fā)光性能更好。潘晨[64]以鉬酸銨、碳酸鋇和三氧化二銪為原料，在Eu3+摻雜量為15%、溫度為600 ℃的條件下球磨4 h，制得了相對發(fā)光強度可達1 350 的BaMoO4∶Eu3+顆粒。此方法比化學(xué)沉淀法制備溫度降低了400 ℃，材料的發(fā)光性能也更好。楊雪[65]以二氧化鈰、氧化鎂和氧化鋁為原料，在1 100 ℃的條件下球磨制得了平均粒徑為80 nm、形貌為球形的CeMgAl11O19熒光粉；將沉淀法制備的前驅(qū)體于900 ℃球磨1 h，制得了平均粒徑為53 nm、外貌為球形的CeMgAl11O19熒光粉，此方法不僅降低了燒結(jié)溫度，而且所制的粉體平均粒徑較小且分散均勻。

采用機械球磨法可以使粉體產(chǎn)生塑性變形和相變，提高了能量利用率，拓展了激活劑在基質(zhì)里的固溶度，有效地提高產(chǎn)物的發(fā)光性能，還可顯著地降低發(fā)光材料的合成溫度、提高發(fā)光效率、得到粒徑小且粒度分布均勻的粉體[66]。但是，球磨法制備稀土發(fā)光材料對控溫要求比較嚴(yán)格，溫度稍低會產(chǎn)生雜相，溫度過高又容易引起粉體團聚。

2.3 機械球磨法在制備稀土合金化材料方面的研究

稀土合金的應(yīng)用隨著近期稀土應(yīng)用的擴展正逐漸增多，國內(nèi)學(xué)者大多采用熔鹽電解、金屬熱還原法制備稀土合金，但是其只適合于制備部分稀土合金，亟需一種高效、適用度廣的方法來制備稀土合金。機械球磨自從問世以來，在彌散強化合金的制備領(lǐng)域已大有成就，可以用來制備鎳基合金、鐵基合金、鋁基合金與銅基合金等[67]。

谷樹超等[68]采用機械球磨法制備了形貌為片狀外形的Fe-Ni 和Fe-Ni-La 軟磁合金吸波材料，明顯改善了合金電磁參數(shù)，加強了介電損耗與磁損耗，吸收峰也向低頻移動。黃真[67]通過機械球磨制備了比基體具有更高抗氧化能力和耐腐蝕性的合金。王麗[69]以La2Mg17合金與鎳粉、鈷粉為原料，通過機械球磨90 h 制得的La2Mg17+200% Ni 復(fù)合非晶合金具有優(yōu)越的綜合電化學(xué)性能，其Cmax（最大放電容量）可達929.5 mAh/G，在20 次充放電循環(huán)后的容量保持率S20為43.6%，在1 440 mA/g 放電電流密度下的高倍率放電性能HRD1440為61.1%。

機械球磨法制備稀土合金化材料不僅能耗低，還突破了合金冶煉的局限性，是一種制備合金的新方法。但是，采用機械球磨法制備稀土合金材料在運行過程中合金粉末過熱很容易被氧化，需要在球磨罐中加入適量過程控制劑以及停機一段時間再運行，后續(xù)還需要在溫度控制方面進行優(yōu)化以使此方法能更好地應(yīng)用于稀土合金材料制備。

3 結(jié)束語

稀土材料因具有優(yōu)異的熱、力、光、電、磁性能，其應(yīng)用幾乎覆蓋了各行各業(yè)。各行業(yè)對稀土材料的需求量越來越大，同時對稀土產(chǎn)品的純度、質(zhì)量等要求也越來越高。氣相法、沉淀法、溶膠-凝膠法、微乳液法等方法制備稀土材料的產(chǎn)量及粉體質(zhì)量已達不到市場要求。機械球磨法制備稀土材料因具有效率高、工藝簡單、生產(chǎn)周期短、易工業(yè)化等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。但是，機械球磨過程極其復(fù)雜，最終產(chǎn)物與粉體材料種類、運行參數(shù)、磨球材質(zhì)、球磨氣氛等因素密切相關(guān)。目前，機械球磨法仍存在以下問題：

1) 機械球磨的相關(guān)理論知識體系不夠完整，很多學(xué)者提出的機理模型不具有普遍性。目前的相關(guān)研究側(cè)重于機械力化學(xué)引起物質(zhì)的結(jié)構(gòu)變化，后續(xù)需進一步研究機械力化學(xué)產(chǎn)生的特殊效應(yīng)、機械力化學(xué)的作用機制、影響因素、動力學(xué)等，以通過機械力效應(yīng)提高材料的性能。

2) 機械球磨時因磨球與磨球、磨球與球磨罐的碰撞會使局部溫度升高，導(dǎo)致物料變質(zhì)或不能形成理想的晶型，后續(xù)可以考慮在球磨罐中加入過程控制劑或者停機一段時間再運行，需要在溫度控制方面探索較好的實驗條件以獲得具有理想晶型的材料。

3) 由于行星球磨機球磨罐體的結(jié)構(gòu)設(shè)計不完美，有時會形成死角，粉末經(jīng)常會積壓在罐底和死角處，可以選擇濕法球磨或者加入助磨劑（通常為無水乙醇）。