离子轰击和离子注入热处理在一定意义上有相同的地方，但是两种明显不同的工艺方法。

（1）离子注入

离子注入是在加速器中以几万到几十万伏电压作用，将一种或几种元素的离子加速，将这些离子注入到放在真空靶室中的固体材料表面，使零点几微米至几个微米表面层中添加注入的元素的离子（原子），称为离子注入。离子注入由于注入能量高，将工件表面造成辐射损伤，以及由于原子环境和电子组态的拢动，而导致材料物理性能、化学性能或力学性能变化，因而这种表面强化技术也称冲击硬化。冲击硬化也可用其它高能粒子冲击，如能量密度高达10⁹W/cm²的激光射入材料表面，将引起表面层产生辐射损伤，改变材料性能。

离子注入与其它表面强化技术相比，具有一些突出的特点。

①离子注入是靠电场力以离子形式将添加物注入基本材料中，是一个非平衡过程，注入元素在固体材料中的浓度不受平衡相图限制，使得一些在液态都以难以互溶的元素，形成固溶体，如将W注入Cu可以得到1%的固溶体，得到一般方法难以获得的新相，可以获得过饱和固溶体、化合物和非晶态。通过多种离子注入能形成化合物，如钛和碳离子分别注入钢的表面，可在钢表面形成TiC。

②通过控制注入的电参数，方便地调整注入离子的能量和剂量，能精确地控制注入元素的数量和深度，因而离子掺杂能够精确控制掺杂的浓度分布和深度分布。

③通过磁分析器，可得到高纯度的离子束流；离子注入具有直进性，横向扩展小；扫描装置可使其在注入表面积上分布均匀，因而注入层纯度高，均匀性好，重复性好，能满足集成电路微细加工的技术要求，有利于器件和集成电路等的大规模生产。

④离子注入可以在室温和低温进行，因而不会引起工件变形和表面粗糙度变化，有利于精密件的表面强化处理，处理后可以直接装配使用。

⑤注入离子是与基体中的基体原子上混合，无明显界面，注入层和基体结合牢固，不存在注入层剥落问题。

由于离子注入具有上述特点，可能制造出用其它方法所不能得到的新材料，因为有人认为离子束技术是进行材料设计手段之一，是实现从天然材料进入人造材料的关键技术。

离子注入技术也存在一定局限性：由于离子束是直线前进，使复杂工件表面难于均匀注入，特别是对小截面的深孔仍无法处理；离子注入机价格贵，维护技术较复杂。总的说来，离子注入主要用于制造成本较高的、磨损量不允许很大的精密零件，如精密仪器、航空机械中的一些重要零件。

（2）离子轰击

离子轰击相对于离子注入电场强度低，需要加热到一定温度。离子轰击热处理是利用真空中辉光放电产生的离子轰击工件表面，使工件表层成分、组织结构及性能发生变化的热处理工艺，亦称离子热处理。离子热处理改变了工件表面的化学成分，所以属化学热处理。

离子轰击工件表面可产生如下几种效应：

①轰击粒子的大量动能转化为热能，使工件升温；

②高能粒子的轰击作用使其可直接注入工件表面；

③高能粒子的轰击产生溅射作用，使工件表面净化，可清除表面气体吸附层及氧化物，减轻钝化层，使表面处于活化状态。