Nghiền cơ năng lượng cao là kỹ thuật luyện kim bột, nú sử dụng động năng dựa trờn sự va đập từ cỏc bi thộp cứng với tốc độ rất cao vào vật liệu (hỡnh 1.14),
Hỡnh 1.14. Nguyờn lý kỹ thuật nghiền cơ năng lượng cao (nghiền bi).
cho phộp tạo ra bột vật liệu kớch thước nano cú độ mịn cao. Nghiền cơ năng lượng cao đang là một kỹ thuật phổ biến để chế tạo cỏc vật liệu kớch thước nanụ. Vật liệu
đem nghiền được đặt vào buồng kớn, được quay ly tõm hoặc lắc với tốc độ rất cao (cú thể đạt 650 vũng/phỳt đến vài ngàn vũng phỳt). Buồng chứa vật liệu được bao kớn, cú thể hỳt chõn khụng cao và nạp cỏc khớ hiếm tạo mụi trường bảo vệ. Quỏ trỡnh hợp kim húa diễn ra nhờ sự va đập và nhào trộn khi buồng được quay hoặc lắc với tốc độ cao. Nhờ quỏ trỡnh này, cú thể làm ra phản ứng pha rắn tạo ra cỏc hợp chất như dự kiến.
Trong phương phỏp nghiền cơ năng lượng cao, cú hai thuật ngữ được sử dụng phổ biến. Thuật ngữ thứ nhất là “Hợp kim cơ học” (Mechanical Alloying - MA). Thuật ngữ này miờu tả quỏ trỡnh nghiền trộn tạo bột từ cỏc kim loại, hợp kim hay hợp chất. Sau khi nghiền, vật liệu sẽ chuyển thành một hợp kim đồng nhất. Thuật ngữ thứ hai là “Nghiền cơ” (Mechanical Milling - MM). Thuật ngữ này miờu tả quỏ trỡnh nghiền hợp kim từ kớch thước lớn thành kớch thước nhỏ (khụng cú phản ứng húa học). Sự khỏc biệt chớnh giữa hai thuật ngữ MA và MM phụ thuộc vào cú sự biến đổi, hỡnh thành một vật liệu mới trong quỏ trỡnh nghiền hay khụng.
Nghiền cơ năng lượng cao (NCNLC) là kỹ thuật xử lý đa năng, thuận lợi về kinh tế và đơn giản về kỹ thuật. Ưu thế lớn nhất của NCNLC là tổng hợp những hợp kim mới, chẳng hạn việc tạo hợp kim từ những phần tử khụng thể trộn lẫn thụng thường là khụng thể thực hiện bằng kỹ thuật khỏc ngoài kỹ thuật NCNLC. Quỏ trỡnh NCNLC bao gồm: nạp bột (vật liệu ban đầu), phần tử nghiền (thường là bi nghiền đươc làm từ thộp cứng hoặc hỗn hợp C-W) trong một cối nghiền (được làm cựng vật liệu với bi nghiền), đậy kớn nắp bảo vệ sau đú đưa vào mỏy vặn chặt cỏc chốt giữ rồi bật mỏy nghiền. Những vật liệu dễ bị ụxy húa cần nạp ngay khớ bảo vệ vào cối trước khi nghiền. Những mỏy nghiền thụng thường là SPEX (khoảng 10 g bột được xử lý trong một lần nghiền) hay mỏy Fritsch Pulvesisette (mỏy này cú nhiều cối nghiền hơn và bột cú thể được xử lý nhiều hơn). Thời gian để thực hiện một lần nghiền đối với mỏy SPEX ngắn hơn so với mỏy Fritsch Pulvesisette. Những chi tiết về cỏch xử lý của NCNLC và cỏc mỏy nghiền khỏc cú thể tỡm thấy trong [92].