將元素的原子離子化并在電場中獲得高能量后，強(qiáng)行注入金屬材料表層，以形成極薄的近表面合金層，從而改變金屬表面的物理或化學(xué)性質(zhì)。離子注入系統(tǒng)的原理示意見圖3-19。

  將選定元素的原子（He、N、B、Al、Ti、Cr、Ni、Co、Mo等）在離子源處電離成離子，然后將離子在高壓電場（10～500kV）加速，依E=qV的規(guī)律獲得高的動能（q為離子電荷），并

  用橫向磁場把不同質(zhì)量的離子偏轉(zhuǎn)不同的角度，選出特定能量和特定質(zhì)量的離子，通過掃描系統(tǒng)注入金屬靶材料表面。整個過程在1.3×10^-3Pa的真空下進(jìn)行。

  離子注人深度一般在1μm以下，在此近表面層中注入的金屬以高過飽和固溶體、亞穩(wěn)相、非晶態(tài)組織和平衡合金等不同的結(jié)構(gòu)形式存在。離子注入金屬后可改善其耐磨性、耐蝕性和抗疲勞能力。

  離子注入原則上可以任意選擇注入元素，不受冶金學(xué)限制，它在高真空及低溫下進(jìn)行，不會引起模具畸變，不影響表面粗糙度，可精確控制注入離子的濃度、濃度分布和注入深度。目前，離子注入技術(shù)不斷發(fā)展并日趨成熟，離子設(shè)備不斷完善。離子注入不銹鋼零件進(jìn)行表面改性已獲得越來越多的應(yīng)用。