金屬材料的離子滲氮是在低氣壓氣體放電環境中進行的。氣體放電伏安特性曲線（圖1）并不是線性的，金屬材料離子滲氮一般工作在伏安特性曲線的“反常放電”段，這個區間的上限點G 是一個危險的轉折點。
氣體放電作為電源的負載具有負阻性，工件作為電源的陰極，其表面形狀和鄰近環境（工件堆放）都影響表面的電流密度。
由于氣體放電的這些特殊性，離子電源必須有利于對付以下困難：
1.1 弧光放電
工件表面不干凈易形成不導電的油膜，電荷在其表面上積累到一定程度后擊穿形成瞬間大電流放電，可見高能量火花，若不迅速切斷會造成電源故障和工件損傷。
1.2 空心陰極效應
這是輝光重迭臨界狀態所造成的放電增強現象。造成這種現象的原因有：工件有孔槽、工件擺放之間的間隙、不平直的工件拐彎處等，當氣壓到達某個值時，就會出現空心陰極現象。直觀的表現就是輝光在工件表面各處亮度不均勻，對應的表面電流密度不均勻，因而造成工件各處溫度不均勻。
1.3 電流密度
除電壓影響電流密度外，氣壓影響輝光厚度，也影響電流密度。氣壓高時輝光薄，有利于溫度均勻；同時氣壓高到滿足溝槽、孔洞內表面各處都均勻覆蓋時，電流會大大超過工件保溫所需功率。
1.4 加熱平均功率決定工件的處理溫度
另一方面，工件表面附近的溫度、成分等的均勻性決定整個工件表面產生均勻電流密度的條件，進入異常輝光范圍在0.1-5mA /Cm2。也就是說，離子滲氮有一個小閾值條件。
對某些（如薄而輕）工件，當工作電流滿足工件各處輝光均勻覆蓋狀態時，所施加的總加熱功率可能超過了保持工件處理溫度所需要的電功率。
離子源采用直流電源的缺點是顯然的，于是發展了第二代——直流脈沖（低頻）電源。
低頻脈沖電源引入占空比D（可調）后較好地解決了加熱平均功率與工件處理所需閾值條件之間的矛盾，同時也提高了電源的效率（我們的脈沖電源省去了限流電阻）。但仍有改進空間：對某些條件下的打弧現象，狀態變化急劇時，響應還跟不上，對形狀不規則、堆放雜亂的工件，空心陰極效應發展增殖太快，低頻時的一個脈寬（1ms量級）時間顯得太長；低頻脈沖的電流每個脈沖前沿爬坡時間相對較長，增加了從正常輝光到反常輝光的過渡期，對溫度均勻性仍有一定影響。
鑒于上述原因，我們研制發展了第三代離子滲氮電源——高頻脈沖電源。
1.5電源應用特點
1.5.1 離化率高。這是因為高頻脈沖的toff絕對時間較短。電源關斷后，帶電
粒子的濃度并非立即降到零，而是緩慢下降，還未顯著降低之前，下一個脈沖
又到來，這樣使得電子濃度平均值較高。
1.5.2滅弧快。在高頻放電回路上運用電磁感應原理，快速檢測到打弧信號
（幾乎沒有延遲時間），并利用高速數字邏輯器件，立即控制主電流回路的高速
電子開關，可在3-5μs內熄滅弧光。
1.5.3空心陰極效應抑制效果好?？招年帢O效應是電子被限制在狹小區間內來
回振蕩，新產生的電子比擴散離開這個空間或以其他方式消亡的電子數要多，終止在什么值，取決于過程經歷的時間長短，高頻脈沖每個脈寬在20μs左右，與低頻相比，效應積累高度要低得多。另外，使用高頻電源時，可以讓爐內氣壓值增至較大而使輝光變薄，避開空心陰極內的輝光重迭，在一定程度上減輕空心陰極效應。此時可能電源工作在極小的占空比，對于低頻而言，由于“爬坡”過程的限制，占空比不可能太小。而我們設計的高頻電源可以轉換工作模式。對小孔徑長管進行了內孔滲氮實驗，已證明高頻電源的這一優勢。
1.5.4溫度均勻性有提高。因為使用高頻脈沖后，氮化處理工藝參數的調節范圍變寬，獨立可控性好，可以超越低頻時的極限。進行工藝參數組合，各參數獨立可調，可以改善表面形狀復雜工件的輝光覆蓋均勻性。
1.5.5滲層質量、表面光潔度有改善。
2.3設備參數
2.3.1裝載抽氣時間（滿裝爐抽至工作壓強50Pa）：≤30min；
2.3.2極限真空度：6.7 Pa；
2.3.3壓升率：≤1.3×10-1Pa/分鐘(7.8Pa/h,以12小時計算)；
2.3.4有效加工尺寸(mm)：Ф500×H700；
2.3.5設備允許使用溫度：650℃；
2.3.6工作電壓：300—800V連續可調；
2.3.7平均電流：0—30A連續可調；
2.3.8輸出峰值電流：45A；
2.3.9輸出波形：近矩形方波；
2.3.10輸出頻率：50000HZ；
2.3.11占空比：15-85%連續可調；
2.3.12滅弧時間：≤2μs；
2.3.13滅弧可靠，不出現弧光損壞工件現象；
2.3.14自動控制參數：溫度、壓強、氣體流量、電源電壓、電流、時間等；
2.3.15 工作氣體：氨氣；
2.3.16保溫溫度控制精度±1℃；
2.3.17保壓壓力控制精度±1Pa。
深冷處理
離子氮化
滲氮
離子氮化