活性屏离子渗氮（ASPN）技术

　　渗氮可以显著提高钢铁材料表面的硬度和耐磨性，而且渗氮是在钢的相变温度以下进行，不会影响到钢基体内部的组织及性能，工件的变形也比较小，因此渗氮在机械制造业中得到广泛的应用。但是，低的渗氮温度同时也带来渗氮速度慢和渗氮时间长的问题，已成为渗氮技术应用的最大障碍。离子渗氮技术的优势之一是在渗氮的初始阶段，渗氮速度要比气体渗氮快;但是在渗氮的后期阶段，因受氮在钢内扩散速度的制约，获得厚的渗氮层仍需较长的渗氮时间。

　　活性屏离子渗氮（ASPN） 是一项新型离子渗氮技术，由于其独特的结构，使得利用这项技术进行离子渗氮的机理和应用基础研究变得十分便利。

与普通直流离子渗氮技术不同的是，活性屏离子渗氮技术是将高压直流电源的负极接在真空室内一个铁制的网状圆筒上，被处理的工件置于网罩的中间，工件呈电悬浮状态或与100 V左右的直流负偏压相接。当直流高压电源被接通后，低压反应室内的气体被电离，在直流电场的作用下，这些被激活的离子轰击圆筒的表面，离子撞击的动能在圆筒的表面转变成热能，将圆筒加热。同时，在离子轰击下不断有铁或铁的渗氮物微粒被溅射出来。所以在活性屏离子渗氮过程中，这个圆筒同时起到两个作用:一是通过热辐射，将工件加热到渗氮处理所需的温度;一是向工件表面提供铁或铁的氮化物的微粒。当这些微粒吸附到工件表面后，高含氮量的微粒便向工件内部扩散，达到渗氮的目的。由于在活性屏离子渗氮处理过程中，气体离子是轰击这个圆筒，而不是直接轰击工件的表面，所以直流离子渗氮技术中存在的问题也就迎刃而解，如工件打弧、空心阴极效应、电场效应、温度测量等。由于在活性屏离子渗氮处理过程中不再发生打弧现象，对离子渗氮电源的要求也大大降低，以往消耗大量电能的限流电阻也可以拆除。

　　试验己经证明，活性屏离子渗氮可以达到和普通直流离子渗氮一样的处理效果，甚至可以对奥氏体不锈钢进行渗氮处理。因此，活性屏离子渗氮技术的出现是直流离子渗氮技术的一大进步，将是普通直流离子渗氮技术强有力的竞争对手。利用ASPN 技术研究一种新型快速渗氮工艺的可行性，以寻求一种经济有效的快速渗氮新工艺。