高エネルギーボールミリングは、ナノ粒子合成には効果的であるが、コンタミネーションの問題、低い表面積、多分散の粒度分布、部分的に非晶質の材料の生成など、いくつかの限界がある。さらに、高エネルギー消費、装置の摩耗、材料への熱損傷の可能性、騒音公害も伴う。
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汚染の問題:当初、ボールミル粉砕は、粉砕プロセスからの汚染により「汚い」と考えられていました。これは主に粉砕媒体と粉砕環境による不純物が原因でした。しかし、タングステンカーバイトコンポーネントの使用、不活性雰囲気または高真空プロセスなどの進歩により、これらの問題はある程度緩和され、工業用途に受け入れられるプロセスとなっています。
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低表面積と多分散サイズ分布:ボールミルの生成物は、表面積が低く、粒径の範囲が広い（多分散性）ことが多い。これは、特に触媒やエレクトロニクスなど、均一な粒子径と高い表面積が要求される用途では、大きな欠点となります。
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部分非晶質:ボールミリングは部分的にアモルファス状態の材料の形成につながることがある。アモルファス材料はユニークな特性を持つことがありますが、特に最適な性能を得るために結晶構造が要求される場合、すべての用途において望ましいとは限りません。
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高いエネルギー消費と装置の摩耗:ボールミリングに必要な機械的エネルギーは非常に大きく、高いエネルギーコストにつながる。さらに、粉砕媒体と処理される材料が常に摩擦や衝撃を受けるため、装置の摩耗が大きくなります。このため、定期的なメンテナンスと部品交換が必要となり、運転コストがかさみます。
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熱による損傷:このプロセスでは熱が発生するため、デリケートな素材にダメージを与え、その特性を変化させたり、品質を劣化させたりする可能性があります。これは、熱に敏感な材料や融点の低い材料にとって特に問題となる。
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騒音公害:ボールミルは高速で運転されるため、かなりの騒音が発生し、実験室や工業環境では、迷惑行為や健康被害となることがあります。このため、防音対策を施したり、操業時間をオフピークに設定するなど、騒音公害を軽減するための対策が必要となる。
まとめると、ボールミリングはナノ粒子の合成や材料加工において汎用性が高く、比較的安価な方法であるが、重大な欠点がないわけではない。これには、汚染、粒子径の制御、材料の状態などの技術的な課題だけでなく、高いエネルギー消費、装置のメンテナンス、環境への影響などの実用的な課題も含まれる。
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