等离子氮化处理
氮化处理方式比较
一、氮化的机理氮化是将工件放入大量活性氮原子的介质中，在一定温度与压力下，把氮原子渗入钢件表面，形成富氮硬化层的热处理。
二、氮化的作用1、氮化能使零件表面有更高的硬度和耐磨性。
例如用38CrMoAlA钢制作的零件经氮化处理后表面的硬度可达HV=950—1200，相当于HRC=65—72，而且氮化后的高强度和高耐磨性保持到500—600℃，不会发生显著的改变。
2、能提高抗疲劳能力。
由于氮化层内形成了更大的压应力，因此在交变载荷作用下，零件表现出具有更高的疲劳极限和较低的缺口敏感性，氮化后工件的疲劳极限可提高15—35%。
3、提高工件抗腐蚀能力，由于氮化使工件表面形成一层致密的、化学稳定性较高的ε相层，在水蒸气中及碱性溶液中具有高的抗腐蚀性，此种氮化法又简单又经济，可以代替镀锌、发蓝，以及其它化学镀层处理。
此外，有些模具经过氮化，不但可以提高耐磨性和抗腐性，还能减少模具与零件的粘合现象，延长模具的工作寿命。
二、氮化的实现方法1、气体氮化气体氮化是将工件放入一个密封空间内，通入氨气，加热到500-580℃保温几个小时到几十个小时。
氨气在400℃以上将发生如下分解反应：2NH3—→3H2+2[N]，从而炉内就有大量活性氮原子，活性氮原子[N]被钢表面吸收，并向内部扩散，从而形成了氮化层。
以提高硬度和耐磨性的氮化通常渗氮温度为500—520℃。
停留时间取决于渗氮层所需要的厚度，一般以0.01mm/h计算。
因此为获得0.25—0.65mm的厚度，所需要的时间约为20—60h。
提高渗氮温度，虽然可以加速渗氮过程，但会使氮化物聚集、粗化，从而使零件表面层的硬度降低。
对于提高硬度和耐磨性的氮化，在氮化时必须采用含Mo、A、V等元素的合金钢，如38CrMoAlA、38CrMoAA等钢。
这些钢经氮很后，在氮化层中含有各种合金氮化物，如：AlN、CrN、MoN、VN等。
这些氮化物具有很高的硬度和稳定性，并且均匀弥散地分布于钢中，使钢的氮化层具有很高的硬度和耐磨性。
延长模具使用寿命的有效途径—离子氮化处理
５ 【ｂｔ ｃ Ｔｅｏｉｄ ｇ ｒａ ｅ ｏｅ ｅ ａｄ ｅ ｏ ｃａｎ ｅ ｓ ｎ Ａ ｓ ａｔ ｈ ｉ ｔ ｉ ｅ ｒ ｄ ｎ ｏｔ ｌ ｔｄ ｉ ｉ ｒｓｇｔ 蜘 ｐ ｒ ］ ｎｒ ｎ ｉ ｇｄ ｈ ｖ ｉｍ ｈ ｓｎ ｎ ｅ ｉ ｈ ｆ ａｏ ｆ ｉ ｍｌＮｔｎ ａ ｉｒ ａ ａｌｉ ｒｅｔ ｏ ａ ｄ ｒｏｇｔ ｓａ ｂｔ ｓ ｔ ｌ ｏ ． ｌｃ ｍｒ ｂ ｐｏ ｅ ｌ ｕ ｇ ａ ｏ ｎ ｓ ｄ ｏｏｙ ｎ ｔｅ ｋ ｙｍ ｖ ｈ ｍ ｄ ｓ ｅ ｎ ｐ ｌ ｉ ｐ ， ｕａｏｈ ｇ ｗ ｎ ｅ ｏ ｌ ： ｉ ｉｄ ｇ ａｉｏｎｄａａｅｎ ｐｅ ｄｅａｉ ｔ ｏ ． ｝ ｏｔ ｉ ｖ ｔ ｋｅ ａ ｐｉｎｏ ｈ ｍｌ ｎｒ ｎ ｈ ｔ ｗ ａ ｎｇ ｉｕ ｐ ｎ ｒ ｒｇｆ ｅ ｄ ｉ ｓｓ
入工件表面形成氮化层 ， 另一部分则再次返回到等离子区域。 这
一
过程连续不断地进行 ，这就是氮从等离子区进人工件表面 的
主要 迁 移 形 式 。
需要加大夹紧力）搬动加力夹 紧手柄加力。 ， 加力夹 斜楔升角应小于斜楔与夹具体 ， 斜楔与工件 间摩擦角之和 。 一般 铣削力太大 ， 紧装置采用 的是螺旋夹紧机构加杠杆机构 的组合 ，螺旋机构扩 钢铁件接触面摩擦系数 Ｆ ０１ ０ ５ － ．～ ． ，故摩擦 角 ＝ 。３～ 。０， ０ ５４ ８３ 因此斜 楔升 角 ｃ １。 ｌ 。 ￣ ０～ ７才能够 自锁。 ＜ 斜楔 机 构 的扩 力 比公 式 是 ： ｌｔ （ ）ｔ （ｉ ａ １若 ｉ ／ｇ １＋ｇ ４ ＋ ）， ＝ ［ ２ 击１ ｑ ＝ ｏ ４４ 机构能够 自锁 ， ＝ ｉ ６ ， ｏ６， ２ ： 此时扩力 比 ３３ 。 ．８ 快速夹 紧多功能虎钳齿轮轴上 的锥 面相 当于斜楔 。而固定
离子氮化报告模板范文
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前言
离子氮化是一种物理气相沉积技术，可被应用于许多领域中，例如：光学薄膜、涂层、表面强化和硬质薄膜等。
本文旨在介绍离子氮化的工作原理、实验设备及操作步骤，以及对经过离子氮
化处理的样品进行的分析与研究结果。
工作原理
离子氮化是通过在氮气等离子体中，使基片表面磨擦与反应，从而形成氮化层
的一种技术。
该技术中，氮化层的成分取决于反应气氛和处理条件。
实验设备
本次实验使用的离子氮化设备为SPT-100型。
操作步骤
1.将待处理样品放置于样品台上，并保证其表面洁净。
2.关闭设备的原子冰箱、漏极极板及抽气系统等附属设备。
3.打开真空泵，将气体泵出至真空状态。
4.打开氮气注入阀门，并将氮气缓慢注入系统。
5.打开离子源，使其释放出等离子体。
6.调整样品架位置，并打开样品架进气阀门。
7.放电等离子体对样品表面进行处理，处理时间可根据不同情况进行调
整。
8.人工取出样品并进行分析与研究。
结果分析
通过离子氮化处理后的样品表面形貌发生了明显的变化，其表面变得更加光滑
坚硬，并在表面上形成了氮化层。
同时，样品表面硬度明显提高，形成了一定的强度和韧性。
总结
本次实验通过离子氮化技术对样品进行处理，形成了氮化层，并获得了明显的
提升。
离子氮化技术具有处理均匀、成分可控、表面质量高等优点，是一种应用广泛的物理气相沉积技术。
等离子体表面处理PPT课件
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阴极溅射的主要特点
（1）一个粒子轰击阴极表面可溅射出的原子 数，称为溅射系数。
溅射系数随加速电压的增大而增大，但是当加 速电压过高时，由于轰击的正离子撞入阴极材 料内部的几率增大，一旦撞入内部，能量将平 均散逸给大量的周围原子，不能使个别原子获 得逸出的能量。
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（2）阴极电位降和轰击粒子的质量越大， 阴极溅射越激烈。
当气体和阴极的种类一定时，阴极位降 将随电流密度增加而增加，溅射量近似 地与电流密度平方成正比，与气压和极 间距离的乘积成反比。
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（3）在其它条件一定时，气压越小溅射 越严重，当气压大时，由于溅出的粒子 易与周围高密度的气体碰撞而返回表面， 因而溅出量减少。
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离子轰击渗镀的基 本方法如图所示。
以工件为阴极， 容器壁为阳极，调 节渗剂送气和抽气 速率，使维持 133～1333Pa的压 力，极间施以300V 以上的直流电压， 使产生辉光放电。
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用离子轰击进行渗镀，有以下优点：
（1）由于离子对表面的轰击可使表面高 度活化，加之离子和随离子一起冲击表 面的活性原子都易被表面吸收，因而渗 镀速度特快。
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②运动中的电子与气体碰撞几率与气体 的密度或压力成正比。
设 为电子连续两次碰撞的平均距离， 称平均自由程，显然碰撞几率与 成反 比。而平均自由程又与气压成反比，即；
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③电子在低压气体电场E中的动能 ， 可以下式表示：
可见，在场强E一定的情况下，电子的动能与气压 成反比。这就是说，如果气压P太小， 电子在单位 距离内与气体碰撞的几率太小，或者说电子所获得
铝合金氮化处理工艺
铝合金氮化处理工艺的具体过程如下：
1.
预处理：保证金属材料的表面光洁度和粗糙度符合要求，清洗
金属材料表面。
2.
氮化处理：将金属材料放入耐高温的容器中，加入高纯度氮气，
通过对金属材料进行等离子体放电处理，使氮气分子离解，氮
原子渗透到金属表层，与金属发生化学反应，形成氮化层。
3.
后处理：对金属材料进行冷却、除表面残留氮等处理，检验和
分析氮化层，并根据实际需要进行加工。
气体氮化后氧化处理工艺
气体氮化后氧化处理工艺引言：氮化是一种常用的表面处理方法，通过在材料表面形成氮化物层，可以增加材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
然而，氮化后的材料表面往往会出现一些问题，如氮化层的粗糙度、氮元素的损失以及氮化层与基材之间的结合强度等。
为了解决这些问题，氮化后的材料需要进行氧化处理，以进一步改善其性能。
本文将介绍气体氮化后氧化处理工艺及其应用。
一、气体氮化的原理和方法气体氮化是指在一定的温度和气氛下，将材料暴露于含氮气体中，使其与氮气反应生成氮化物。
氮化物具有较高的硬度和耐腐蚀性，可用于改善材料的表面性能。
气体氮化的方法主要有氨气氮化、硝酸盐氮化和氮气等离子体氮化等。
1. 氨气氮化：将材料放置在氨气环境中，通过热处理使其表面与氮气发生反应生成氮化物。
2. 硝酸盐氮化：将材料浸泡在含硝酸盐的溶液中，在高温下使其与硝酸盐反应生成氮化物。
3. 氮气等离子体氮化：将材料放置在氮气等离子体中，通过等离子体的作用使其表面与氮气发生反应生成氮化物。
二、气体氮化后氧化处理的原理和方法气体氮化后的材料表面往往存在一些问题，如氮化层的粗糙度、氮元素的损失以及氮化层与基材之间的结合强度等。
为了解决这些问题，需要对氮化层进行氧化处理。
氧化处理的原理是将氮化后的材料暴露在氧气环境中，使其与氧气发生反应生成氧化物。
氧化后的材料表面会形成一层氧化层，氧化层可以填补氮化层的缺陷，提高材料的表面质量和性能。
氧化处理的方法主要有热氧化、等离子体氧化和化学氧化等。
1. 热氧化：将氮化后的材料放置在高温下，使其与氧气反应生成氧化物。
热氧化的温度通常在500℃以上，可以通过控制温度和时间来控制氧化层的厚度。
2. 等离子体氧化：将氮化后的材料放置在等离子体中，通过等离子体的作用使其与氧气反应生成氧化物。
等离子体氧化可以在较低的温度下进行，可以提高氧化速率和氧化层的均匀性。
3. 化学氧化：将氮化后的材料浸泡在含氧化剂的溶液中，通过化学反应使其与氧气反应生成氧化物。
42CrMo钢等离子氮化工艺的研究
42CrMo钢等离子氮化工艺的研究晁鑫晨【摘要】选用42CrMo齿轮钢为实验材料,分别进行不同工艺离子渗氮处理并利用金相显微镜观察离子渗层的厚度、利用X射线应力测定仪检测残余应力,分析不同的渗氮工艺参数对渗层组织和性能的影响.结果表明:经离子渗氮处理后的42CrMo 钢试样表面硬度得到明显提高;在不同的离子渗氮方式下,渗氮工艺参数对渗层厚度的影响规律存在一定的差异,且在540℃、200Pa的条件下渗氮8h的渗层组织性能最佳.【期刊名称】《化工设计通讯》【年(卷),期】2019(045)001【总页数】2页(P75-76)【关键词】离子渗氮;42CrMo钢;渗层厚度;残余应力【作者】晁鑫晨【作者单位】山西大同大学化学与环境工程学院,山西大同 037009【正文语种】中文【中图分类】TG156.82本次实验主要是基于离子渗氮技术而开展的，在不同渗氮参数下，对实验样品进行渗氮处理，在改变温度、气压等实验条件后，获取不同渗氮参数对离子渗氮的影响数据，并主要从金相以及渗氮处理后的试样的残余应力分析来体现不同的渗氮参数对实验的结果的影响，从而得出对离子渗氮最有效的渗氮参数。
1 离子渗氮的工作原理与工艺特点1.1 离子渗氮的工作原理渗氮处理以工件为阴极，炉壁为阳极，先抽取真空，然后冲入适量的含氮气体，比如：NH3，最后再在阴阳极间加上800V的高压直流电，使气体发生离子化，电离成H、N3和电子，并且在电场的作用下，电子向阳极一端迁移，而N3、H向阴极一端迁移。
当H、N3、离阴极一定距离的时候，产生一系列的物理化学变化过程。
1.2 离子渗氮的工艺特点（1）等离子渗氮钢表面的渗氮层，具有耐磨性强、材质表面的韧性高、抗腐蚀性强等优势。
（2）渗氮层组织在操作中较为容易控制，在改变了温度、气压、放电参数等条件后，可以获取不同条件下的组织参数，可以通过改变时间、气氛组成等条件来获取期望的组织结构，这也是渗氮层组织具有高操作性、高实验性的重要原因之一。
等离子碳氮共渗
等离子碳氮共渗等离子碳氮共渗是一种常用的表面处理技术，可以提高材料的硬度和耐磨性。
本文将详细介绍等离子碳氮共渗的原理、工艺和应用。
一、原理等离子碳氮共渗是一种通过等离子体技术在材料表面同时引入碳和氮元素的方法。
在等离子体条件下，通过将含有碳和氮的气体注入到反应室中，利用高能离子轰击材料表面，使其发生化学反应，从而在表面形成碳氮化物层。
这种碳氮化物层具有高硬度、高耐磨性和良好的化学稳定性，可以显著提高材料的性能。
二、工艺等离子碳氮共渗的工艺可以分为几个步骤：1. 清洗：将待处理的材料进行表面清洗，去除油污和杂质，以保证共渗层的质量。
2. 预处理：在清洗后，将材料进行预处理，包括去除表面氧化层和疏水处理，以增加共渗层的附着力。
3. 等离子体激发：将材料放入等离子体反应室中，通过加热和施加电场，产生等离子体。
等离子体中的高能离子会轰击材料表面，使其发生化学反应。
4. 气体注入：在等离子体反应室中注入含有碳和氮的气体，如甲烷和氨气。
碳和氮元素会在等离子体的作用下与材料表面发生反应，形成碳氮化物层。
5. 冷却和清洗：等离子碳氮共渗完成后，将材料从反应室中取出，进行冷却和清洗，以去除残留的气体和碳氮化物。
三、应用等离子碳氮共渗广泛应用于各种材料的表面处理，包括金属、陶瓷和塑料等。
它可以显著改善材料的硬度、耐磨性和耐蚀性，提高材料的使用寿命。
以下是一些典型的应用领域：1. 机械加工：等离子碳氮共渗可以提高刀具、模具和轴承等零部件的硬度和耐磨性，延长其使用寿命，同时降低加工成本。
2. 汽车工业：等离子碳氮共渗可以应用于汽车发动机和传动系统的零部件，如曲轴、凸轮轴和齿轮等，提高其耐磨性和耐热性，提高发动机的性能和可靠性。
3. 航空航天：等离子碳氮共渗可以应用于航空发动机的涡轮叶片和涡轮盘等高温部件，提高其耐热性和耐腐蚀性，提高发动机的工作效率和寿命。
4. 医疗器械：等离子碳氮共渗可以应用于医疗器械的表面，如手术刀、植入物和骨科器械等，提高其耐磨性和生物相容性，减少患者的痛苦和并发症。
等离子体在化学化工上的应用
详细描述
等离子体表面改性技术具有操作简便 、效果显著、环保无污染等特点，可 广泛应用于材料表面改性、表面清洗 、表面刻蚀等领域。
等离子体合成新材料
总结词
等离子体合成新材料是指利用等离子体作为能量源，通过物理或化学反应合成 新型材料的过程。
等离子体能够产生高温和高浓度活性 物种，促进反应物分子之间的碰撞和 能量交换，加速热量和质量的传递。
等离子体促进化学反应速率
等离子体能够提供高能电子和活性粒子，促进化学键的断裂和重组，从而加速化学 反应速率。
等离子体中的高能电子可以与气体分子发生碰撞，产生大量的自由基和激发态分子， 这些活性物种能够与反应物分子发生反应，促进化学反应的进行。
详细描述
等离子体合成新材料技术具有ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ效、环保、可控等优点，可广泛应用于合成陶 瓷、金属合金、复合材料等领域。
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等离子体在化工过程中的应用
等离子体强化传热传质
传热传质是化学反应过程中的重要环 节，等离子体通过产生高能粒子和活 性物质，能够强化传热传质过程，提 高反应效率。
等离子体强化传热传质技术可以应用 于多种化工过程，如燃烧、热解、合 成等，有助于提高产物的产率和纯度。
等离子体与其他技术的集成应用
总结词
将等离子体技术与其它技术相结合，可以拓展其在化学化工 领域的应用范围。
详细描述
例如，将等离子体技术与催化剂结合，形成等离子体催化技 术。这种技术可以用于处理有毒有害气体，提高化工产品的 选择性。此外，等离子体还可与膜技术、光催化等技术集成 ，形成具有多重功能的处理方法。
通过等离子体技术，可以降低化学反应的温度和压力要求，提高反应效率，减少能 耗和污染。
激光和等离子体混合法氮化钛表面
图 １ 实验装 置 图
Ｆｉ ｃ ｅ ｔｃ ｏ ｈ ｘ ｅ ｉ ｅ ｔａ ｐ ｒ ｔ ｓ ｇ １ Ｓ ｈ ｍａ ｉ ｆｔ ｅ ｅ ｐ ｒ ｎ ｐ ａ ａ ｕ ｍ
氛 下对钛样 品表 面进行 处理 ， 得 了钛 氮 化合 物 表层 。 获
利 用 Ｘ 射 线衍 射 仪 （ ＸＲＤ） 氮 化 处 理 后 的 样 品 测 试 ， 对
对钛 表面 进行 轰 击 。在 相 同 的激 光 功 率 密 度下 ， 加 增 了被 处理 钛样 品表 面 的氮 化物 生成 量并 且有 效地 抑制 了氧 化 。
维普资讯
于撼 江 等 ： 激光 和等 离 子 体 混 合 法 氮 化 钛 表 面
激 光 和 等 离 子 体 混合 法氮 化 钛 表 面
于撼 江 ， 凤 久 ， 孙 张 军
（ 东北 大学 理 学 院 ， 宁 沈 阳 １ ０ ０ ） 辽 １ ０ ４ 摘 要 ： 采 用激 光 和 氮等 离子 体 混合 方 法在 大气 气
描驱 动装 置用 于使 激 光束 和 等离子 体束 在样 品表 面作 ｘｙ平 面 扫 描 。氮 化 所 用 激 光 器 是 一 台 输 出 功 率 －
关键 词 ： 钛氮 化 合物 ； 光 等 离 子体 混 合 法 ； 面 改 激 表
性
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
５ Ｏ 的连 续 Ｃ 激 光 器 ， 长 为 ｌ ． 通 过 反射 ＯＷ Ｏ： 波 Ｏ ６ ｍ， 镜反 射 和光学 聚 焦到 达样 品 表面 的最大 激光 功率 密 度
可 以达 到 ５ ０Ｗ／ ｍ 并 且 其 功 率密 度 可 以通 过 对 ×１ ｃ ， 供 电 电流的调 节 加 以控制 。实 验 中所用 等离 子体 枪是 自行研 制 的小 功率 氮等离 子 体枪 。等 离子 体 由 ５ Ｈｚ ０ ， １ ０ ０Ｖ 电压 在两 平 行极 板 之 间产 生并 维持 。在 两 ． ×１ 极 板 中心处 有直 径 ４ ｍｍ 的孑 洞 ， Ｌ 氮气 由两侧入 气孔 吹 入， 在两 极 板间 产 生 等 离 子 体并 由下 极 板 的空 洞 吹 出
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等离子氮化处理
等离子氮化处理是一种常用的表面处理方法，通过在材料表面形成氮化物层，可以显著改变材料的表面性能和性质。
本文将介绍等离子氮化处理的原理、应用以及在工业领域的重要性。
一、等离子氮化处理的原理
等离子氮化处理是利用等离子体在高温、低压条件下与材料表面发生反应的过程。
在等离子氮化处理中，等离子体通过高能粒子的撞击和离子注入，使材料表面发生氮化反应，从而形成氮化物层。
等离子氮化处理的原理可以简单地描述为以下几个步骤：
1.制备等离子体：在真空室中加入适量的氮气和惰性气体（如氩气），通过高频电源产生高能电子，使气体分子电离并形成等离子体。
2.等离子体与材料表面反应：将待处理的材料放置在等离子体区域内，等离子体中的离子和活性粒子通过碰撞和注入的方式与材料表面发生反应。
3.氮化反应：等离子体中的氮离子和材料表面的金属元素结合，形成金属氮化物层。
4.冷却和固化：经过一定时间的氮化反应后，将材料冷却至室温，使氮化物层固化。
等离子氮化处理在材料科学和工程领域有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域：
1.金属加工：等离子氮化处理可以增加金属材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
因此，在金属加工中，等离子氮化处理常用于刀具、模具和零件等的表面处理，以提高其使用寿命和性能。
2.汽车工业：等离子氮化处理可以提高发动机零件的耐磨性和耐高温性能，减少摩擦和磨损，延长零件的使用寿命。
因此，在汽车工业中，等离子氮化处理常用于发动机气缸套、曲轴和凸轮轴等零件的表面处理。
3.航空航天：等离子氮化处理可以提高航空航天材料的耐腐蚀性和耐高温性能，增强材料的强度和刚度。
因此，在航空航天领域，等离子氮化处理常用于航空发动机零件、航天器结构材料和涡轮叶片等的表面处理。
4.电子器件：等离子氮化处理可以改善电子器件的导电性能、热传导性能和耐腐蚀性能。
因此，在电子器件制造中，等离子氮化处理常用于半导体器件、集成电路和显示屏等的表面处理。
三、等离子氮化处理在工业领域的重要性
等离子氮化处理作为一种表面处理方法，在工业领域具有重要的应用价值和意义。
首先，等离子氮化处理可以显著改善材料的表面性能和性质，提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性，增强材料的强度和刚度。
这对于提高材料的使用寿命、降低维护成本具有重要意义。
其次，等离子氮化处理可以扩大材料的应用范围，使其适用于更加
恶劣的工作环境和条件。
最后，等离子氮化处理可以提高材料的加工效率和产品质量，提高工业生产的效益和竞争力。
等离子氮化处理是一种重要的表面处理方法，通过在材料表面形成氮化物层，可以显著改变材料的表面性能和性质。
在金属加工、汽车工业、航空航天和电子器件等领域，等离子氮化处理都具有广泛的应用。
在工业领域，等离子氮化处理对于提高材料的使用寿命、降低成本和提高生产效益具有重要的意义。
因此，进一步研究和应用等离子氮化处理技术，将有助于推动材料科学和工程技术的发展。