一般等離子體滲氮工藝要求氣壓在3~10mbar，這就保證了等離子體與基底之間的接觸很充分。對(duì)于形狀復(fù)雜的基底，如表面有效小溝槽或螺紋等，在復(fù)雜形狀附近的等離子體參數(shù)分布會(huì)有所差別，這將會(huì)導(dǎo)致其周?chē)妶?chǎng)的變化，進(jìn)而改變這個(gè)區(qū)域的離子濃度和離子轟擊的能量。如果采用常規(guī)等離子體滲氮，則鞘層內(nèi)的離子碰撞會(huì)更加頻繁，就會(huì)導(dǎo)致離子的能量降低，因此也就難以激活氧化物較多的金屬表面，如不銹鋼等。這種復(fù)雜形狀基底情況還會(huì)導(dǎo)致區(qū)域溫度過(guò)熱，滲氮特性也會(huì)與其他基底不同。而對(duì)用常規(guī)等離子體滲氮工藝所產(chǎn)生的這種異常輝光放電，放電參數(shù)互相關(guān)聯(lián)耦合，因此不可能單獨(dú)改變其中某一個(gè)放電參數(shù)來(lái)控制滲氮過(guò)程。

為了克服上訴的缺點(diǎn)，研究人員開(kāi)發(fā)了低壓等離子體，當(dāng)氣壓低于10PA時(shí)，就不會(huì)產(chǎn)生異常輝光放電了。通過(guò)射頻激發(fā)微波，或從熱絲上釋放出的高能電子沖擊電離等方式都可以產(chǎn)生等離子體，這些低壓等離子體充滿整個(gè)處理空間，其中包含了大量的活性原子，如此會(huì)提高滲氮效率。在射頻等離子體滲氮中，等離子體的產(chǎn)生和基底偏壓是分開(kāi)控制的，因此可以分別控制離子能量和基底表面的通量。由于工作氣壓比較低，消耗的氣量也相應(yīng)降低。

在原子團(tuán)滲氮工藝中，低能量的直流輝光放電可以產(chǎn)生NH原子團(tuán)，可以利用這些高活性的原子團(tuán)來(lái)滲氮，整個(gè)工藝需要一個(gè)外加電源來(lái)加熱工件，這與氣體滲氮過(guò)程相仿。這種工業(yè)不僅可以精確地控制表面拓?fù)?，而且還可以選擇是否形成化合物層，也可以在表面結(jié)構(gòu)特性不改變的前提下，控制化合物層的厚度和擴(kuò)散層的深度。若金屬表面有窄縫和孔，用這種工藝也可以很容易地實(shí)現(xiàn)滲氮。

傳統(tǒng)等離子體滲氮工藝采用的是直流或脈沖異常輝光放電。這種工藝在低合金鋼和工具鋼的滲氮處理表現(xiàn)尚可，但對(duì)不銹鋼，特別是有奧氏體結(jié)構(gòu)的鋼來(lái)說(shuō)，就表現(xiàn)欠佳。高溫滲氮工藝過(guò)程中會(huì)析出CrN，所以金屬表面很硬而且耐磨，但缺點(diǎn)是易被腐蝕。低溫和低壓放電技術(shù)已成功地解決了這個(gè)問(wèn)題，用這種工藝生產(chǎn)出的改性層包含一個(gè)稱(chēng)為擴(kuò)展奧氏體的富氮層。