借助X射线衍射和透射电子显微镜研究了在机械驱动下难熔金属Ta与N2的氮化反应.实验发现,在室温下的高能球磨可实现TaN2反应,并形成三种不同结构的氮化物:六方结构的Ta2N,四方结构的Ta3N5和非晶相.研究表明,N2在清洁的金属表面上发生可离解式的化学吸附是TaN2反应的基本过程,高的Ta—N键合能是N2分子在Ta表面上发生化学吸附的热力学驱动力,而球磨在金属粉末中引入的储能(界面能和缺陷能)为Ta—N向金属氮化物转变提供了激活能.球磨后期非晶相的形成则源于Fe的侵入,所形成的非晶相含有TaFeN三种元素.