超声波辅助球磨超声波在材料合成中有极大的潜力，它所具有的高效能在材料化学中起到了光、电、热方法所无法达到的作用。通常超声波在纳米材料制备中的应用，主要是利用超声波的声空化作用，使液相汽化然后崩溃，产生瞬时高温高压，对欲加工材料产生强大的冲击波和射流作用，使材料粉碎或活化从而激发化学反应合成新相。因此超声波的应用往往在液相或湿态下进行。
早期把超声波场和球磨结合起来。他们方法很简单，直接把球磨罐（一个自转的滚筒）放在一个装有水的超声波清洗槽中进行湿式球磨。在其它条件相同的情况下对铝粉（44m）球磨16h后，他们观察到有超声波场辅助球磨的铝粉粒径减小到0.4m，而没有采用超声波辅助球磨的铝粉粒径>1m.并且还观察到，在超声波场辅助球磨下，粉末形态更好，粒径分布窄。将超声波发生装置连接到辊柱上。由于超声波场对碾磨区域的作用，可以减小辊柱间的机械压力和扭矩，因而也可以减轻辊柱的磨损。
以上这些研究中粉末粒径都没有达到纳米尺度，并且也没有提及合金化的结果。提及了用机械和超声波混合球磨使Fe2O3粉末细化到35nm，并在添加表面活化剂的情况下分散性良好。但他们是用机械球磨来粉碎，用超声波球磨来分散，文中也没有对所使用的超声波球磨机进行介绍。真正用超声波进行球磨。他们设计的球磨机用超声波激振一个喇叭状压头，该压头再直接作用到磨球上，因此能同时对粉末进行超声波、机械力和声空化作用，从而加速破碎，促进扩散，实现固相反应。该球磨机结构如所示。他们观察到球磨CuFeNi体系和FeC体系都产生了非平衡固溶相，而球磨Fe4N则发生fcchcp的结构转变。这些相变发生的时间都远远少于在行星式球磨机中产生同样结果所需要的时间。
在卧式磨筒转动的同时，采用一个可调的外加电磁场来控制磨球的运动轨迹，从而避免磨球的杂乱运动，增加磨球对粉末的有效碰撞和剪切。他们试验中磨球的运动可以分为3种方式：（1）是当磨球随磨筒转到某个高处后下落时，利用磨筒下方的磁场控制磨球下落方向并加大磨球的下落速度，增强对粉末的冲击和剪切作用；（2）是加大磨筒下方的磁场强度，使磨球不能随磨筒转到上方，磨球运动被限制在磨筒的底部，这样磨球对粉末则主要产生剪切作用；（3）是通过调节磨筒转速和磁场强度，使磨球运动到磨筒内最高点时垂直下落，从而获得最大的单向正面冲击作用，其间也有剪切的作用。
结语把其它物理能场引入到高能球磨过程中，进行外加能场辅助球磨，使磨球机械能与物理能有机结合起来，共同作用到处理粉末上，从而增强对粉末的复合作用，或对粉末进行活性激活，能够加速粉末的组织细化及促进机械合金化进程，是提高球磨效率的一个可行途径。除了目前报道的超声波、磁场、电场或温度场辅助球磨，等离子辅助机械合金化应该是一个值得关注的研究方向。
等离子体是含有足够数量的导电离子和电子，而在宏观上又是中性的气体介质。等离子体是一种具有高能量高活性的气氛，它不仅可以作为一种热源，更因为其具有大量处于激发态的微观粒子，使得等离子体在与中性粒子或纳米粉末碰撞时，不仅可以提供热运动的能量，更主要是可以转变为激发能、电离能、光能，从而对材料表面造成轰击，或者激活气相、纳米粉末的化学活性，诱发常规下难于发生的化学过程。并且当反应粉末离开等离子体时，冷却速率很大（可达-105K/s），这种骤冷的过程，可以使处理粉末冻结在一种特殊状态，这对纳米粒子的获得极为有利。可见，在这种特殊气氛辅助下进行高能球磨，将会大大提高机械合金化效率。但如何把等离子体引进球磨腔，并掌握等离子工艺参数的调控，避免等离子体对球磨体系的弧光烧损是目前的一个难题。目前本研究小组正在开展这方面的研究。