可以使弥散相粒子相互形成原子尺度的混合，对那些用液相急冷或气相凝固法有困难的熔点或蒸气压极为不同的元素组合是极为有效的一种简便方法。随着对机械合金化中高效球磨作用机理研究的深入，该方法的应用领域日渐宽广，目前已被用于纳米陶瓷材料、准晶体等金属陶瓷材料的研制。
机械合金化中高效球磨的作用发生在机械合金化制备复合陶瓷材料过程中的主要作用，简单地说，就是高效球磨作用，即通过将含有一定金属粉末颗粒的混合物在高效球磨机中反复混合、破碎和冷焊，使一种或多种金属元素粉末的混合物在球磨过程中颗粒间形成新的晶界，在晶界上存在高密度位错，同时各种晶粒逐渐细化至纳米级，最后得到一种新的复相材料。如果混合物中金属粉末过多，就会在一定条件下形成合金相核。球磨过程中由于磨介的相互碰撞而产生的大量热会激活邻近的粉末，促进某些化学反应的进行。一般根据合金相材料在球磨过程中的晶体变化特性，将机械合金化的原理分为非晶态直接转变机制、间接转变机制、纳米晶形成机理、饱和固溶体形成机理。非晶态直接转变机制指多种金属粉末通过不断撞击、破碎一定时间后达到平衡，虽然颗粒尺寸不变，但颗粒之间撞合便会形成新界面，通过金属离子的快速扩散，使新界面两侧的原子无序程度很高，从而出现非晶区。
机械合金化制备金属间化合物机械合金化中，通过高效球磨作用制备的金属间化合物是以二元合金体系为主要研究对象的。它是指两种金属以一定的原子比形成的化合物，其结构与组成它的金属不同，而是形成有序的超点阵结构。结构中存在部分共价键，使得形成的化合物具有较高的结合力、较高的熔点、高硬度和很好的抗氧化性能。根本原因在于两种金属元素在高效球磨作用下反复压延，粉体的厚度可以减少到原来的十万分之一，形成非常微小的双层重叠，使原子的相互扩散距离缩短到10-8m，已接近于原子尺寸的大小，从而实现原子级别的异种金属的机械混合，得到金属间化合物。典型的金属间化合物为Fe-Al基、Zr-Ni基。，同时具有了细晶强化、弥散强化和沉淀强化的效果，显著改善了材料的机械性能，如用Cu-5%Cr材料在料、
机械合金化研究领域存在的问题从上面的综述可知，机械合金化具有许多优点，其中最为诱人的是它可以制备一些常规方法难以制备的纳米合金材料，而使用的设备却相对简单，因此实用化趋势最大。但也存在着以下三方面的主要问题：（1）机械合金化的机理仍然有许多地方没有明确，需要进一步的研究，也就是说，目前没有一个完整的机械合金化理论来指导新材料的研究与制备。（2）准晶体、纳米晶体、复合材料等的合成机理与方法多不成熟，需要不断的补充与完善。（3）在金属陶瓷研究领域的应用存在有一定的局限性，机械合金化在实用性方面离工业化生产还较远。（4）有关多种氧化物晶体之间的复合研究较少，使得机械合金化方法在研究制备氧化物复相陶瓷领域受到了较大的局限。