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克服低温等离子渗氮层质量的缺点，研究人员开发了低温等离子发生器，当气压低于10PA时，就不会产生异常辉光放电了。通过射频激发微波，或从热丝上释放出的高能电子冲击电离等方式都可以产生等离子体，这些低压等离子体充满整个处理空间，其中包含了大量的活性原子，如此会提高渗氮效率。在射频低温等离子发生器渗氮中，低温等离子发生器的产生和基底偏压是分开控制的，因而能够分別控制离子能量转换和基底表面的通量。由于工作气压比较低，消耗的气量也相应降(低)。
       

在原子团渗氮工艺中，低能量转换的直流辉光放电能够产生NH原子团，能够利用这些高活性的原子团来渗氮，整个工艺需要一个外加电源来加热工件，这与气体渗氮过程相仿。这种工业不仅能够精(确)地控制表面拓扑，而且还可以选择是否形成化合物层，也可以在低温等离子发生器表面结构特性不改变的前提下，控制化合物层的厚度和扩散层的深度。若金属表面有窄缝和孔，用这种工艺也可以很容易地实现渗氮。

传统低温等离子发生器渗氮工艺采用的是直流或脉冲异常辉光放电。这种工艺在低合金钢和工具钢的渗氮处理表现尚可，但对不锈钢，特别是有奥氏体结构的钢来说，就表现欠佳。高温渗氮工艺过程中会析出CrN，所以金属表面很硬而且耐磨，但缺点是易被腐蚀。低温和低压放电技术已成功地解决了这个问题，用这种工艺生产出的改性层包含一个称为扩展奥氏体的富氮层。