離子滲氮濺射建設(shè)模型指出，濺射和凝附是決定氮原子由氣相向固相遷移的主要的動(dòng)力學(xué)過(guò)程。而氣壓是影響濺射和凝附強(qiáng)度的重要工藝參數(shù)，因而對(duì)滲氮件質(zhì)量有不容忽視的影響。
下圖是溫度為520℃和650℃時(shí)在氨等離子體中滲氮一小時(shí)，化合物層和滲氮層厚度與容器內(nèi)工作氣壓的關(guān)系。這些曲線具有極值的性質(zhì)，而且化合物層的最大厚度均同滲氮層的最大厚度相對(duì)應(yīng)。研究表明，當(dāng)滲氮溫度低于Fe-N相圖的共析點(diǎn)，容器內(nèi)工作壓力是2托時(shí)，可獲得最大的滲氮層深度和化合物層的厚度，當(dāng)滲的溫度提高到650℃，則工作氣壓為6托時(shí)才獲得最大的厚度。
520℃和650℃下在氨等離子體中進(jìn)行離子滲氮一小時(shí)后，工作氣壓對(duì)工業(yè)純鐵和鋼的滲氮層深度的影響
輝光離子滲氮時(shí)，在離陰極表面幾倍離子自由程的地方形成金屬蒸氣的最大密度。降低氣壓，從陰極表面濺射出來(lái)的鐵原子的自由程增大，這個(gè)距離也增加。從而氮化物在試樣表面的吸附速度減慢，滲氮層和化合物層的厚度變薄。此外，氣壓低時(shí)，為了維持滲氮溫度，就必須提高輝光電壓，這時(shí)轟擊陰極表面的離子動(dòng)能增大，陰極濺射速度增大，也使表面化合物層厚度減薄。工作氣壓超過(guò)最佳值時(shí)，在滲氮層總厚度實(shí)際上保持不變的情況下，化合物層的厚度將大為減薄。顯然，化合物層減薄的原因是離子自由程縮短，離子重新復(fù)合的速度提高及氣壓增高，放電電壓降低至使濺射強(qiáng)度大大減弱而引起氮化鐵凝附量減少的緣故。氣壓對(duì)化合物層相結(jié)構(gòu)影響規(guī)律是：低氣壓強(qiáng)濺射化合物層中γ’相含量較多。氣壓增高ε相含量增加，但也存在一個(gè)類似的轉(zhuǎn)折氣壓值，此時(shí)化合物層中ε相含量最多。
氣壓的影響在離子滲氮的各個(gè)階段中的作用是不同的。上述影響僅在離子滲氮初期被觀察到，在保溫時(shí)間延長(zhǎng)至4-6小時(shí)以后不能完全適用。長(zhǎng)時(shí)間滲氮?dú)鈮簩?duì)滲氮長(zhǎng)生度沒有明顯影響，只對(duì)表面化合物從組織結(jié)構(gòu)和厚度產(chǎn)生影響。因?yàn)闈B層深度主要由氮的擴(kuò)散過(guò)程所決定。此外，氣壓低，表面濺射強(qiáng)時(shí)，碳的反向擴(kuò)散較快，因此使擴(kuò)散層表面的脈狀碳氮化合物減少。
選擇氣壓時(shí)除了考慮對(duì)滲氮層組織的影響外，還應(yīng)顧及溫度的均勻性。由于零件與陰陽(yáng)極的距離不可能完全相等，改變氣壓會(huì)引起零件表面電流密度分布的變化，從而改變了溫度的分布。此外還要防止壓力不當(dāng)引起零件上的孔、溝槽等部位產(chǎn)生輝光集中。
