球磨工藝主要靠球磨機來實現，球磨機根據研磨球的運動原理又分為多個類型，對于實驗室來說，常見的實驗室球磨機有滾筒式球磨機、行星式球磨機、振動式球磨機等。
滾筒式球磨機的運轉部位是一個可轉動的圓柱形滾筒。設備運轉時，滾筒會將內部的研磨球帶至滾筒頂端，然后研磨球因為自身重力而自由下落，將物料砸碎。
行星式球磨機有一個可高速旋轉的圓形輪盤，輪盤上有四個安裝均勻的罐座，罐座內可放置密封的球磨罐，球磨罐內放入研磨球和樣品物料。設備運轉時，主輪盤作高速旋轉，而罐座帶動球磨罐作反方向的自轉，罐內的研磨球在兩個相反方向轉動的疊加下，被賦予巨大的研磨能量，對樣品進行撞擊、擠壓和摩擦。
振動式球磨機是由可振動的機械結構帶動球磨罐進行運動，分為二維振動球磨機和三維振動球磨機。設備運轉時，固定在機械結構上面的球磨罐被帶動作高頻次的振動，罐內的研磨球對樣品進行撞擊、擠壓和摩擦，其產生的研磨能量相比行星式球磨機要更大。
除了不同的運動方式，球磨根據工作環境還可分為干法球磨和濕法球磨兩種方式。干法球磨是只有樣品和研磨球混合在一起研磨，而濕法球磨除了物料和球，還會加入一定量的助磨溶劑，比如超純水、無水乙醇等等，但要注意助磨溶劑不能對樣品和研磨球造成影響。
濕法球磨的實驗步驟相比干法球磨要稍微復雜一些，研磨完成后還可能需要烘干等操作，但濕法球磨工藝的出料粒度往往要更細，這是因為樣品被研磨至細小的狀態時，會受到分子間作用力的影響，團聚在一起，而助磨劑則會打破這一作用力，使樣品被研磨至更細的狀態。一般而言，樣品被研磨至單微米級或納米級時，往往需要使用濕法球磨的工藝。
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