化合物層厚度和相組成的控制，主要通過調整工作氣體成分和溫度來實現。例如。碳素鋼和合金鋼在不同 C3H8含量的NH3＋C3H8混合氣中進行570℃×10h的離子N-C共滲后，化合物層相組成和層厚與C3H8含量的關系如圖1所示。
由圖可知：①化合物展中ε相體積分數Vε均隨C3H8增加而增加，當C3H8增加到某一臨界量時，出現Fe3C，此時Vε達到最大使；若C3H8繼續增加，Vε則逐漸下降。②化合物層中γ´相體積分數Vγ´隨C3H8增加而減少，滲碳體Fe3C體積分數VC總是隨C3H8增加而增加（當Fe3C形成之后）。③化合物層厚度δ化的變化與Vε一致，擴散層深度δ擴基本不變，但隨材料含碳量和合金元素含量增加而減��；化合物層中出現Fe3C后，滲層厚度則隨C3H8增加而減小。
3．離子滲碳
我國對離子滲碳工藝進行了大量的試驗研究，但尚未實現生產應用。80年代末，德、法已將離子滲碳開始用于生產，目前，已成功地用于汽車工業，取得了良好效果。
主要工藝參數：溫度850～980℃，總時間（滲碳+擴散）2～8h，冷卻方式為直接油淬或高壓氣淬。滲碳介質用碳氫化合物（如CH4、C3H8等）、N2、H2或Ar。
離子滲碳的技術關鍵是滲層質量控制及設備設計。離子滲碳時，可通過調節碳通量和滲碳時間來控制工件表面的預定碳含量，而碳通量（j）是氣體成分、氣壓、氣體流量、離子電流密度（i）和滲碳溫度的函數。在實際操作中，氣體種類、氣壓和溫度易保持恒定，氣體流量也總用最小值，這樣，碳通量就僅僅取決于電流密度，即j＝f（i）。離子滲碳時，電流密度既可精確測定，又能非�？煽康乜刂�。目前，德國已研制、生產了離子滲碳、滲氮專用的離子電流密度傳感器，使離子滲碳的控制簡單、精確和重視性好。在工業生產中，離子滲碳時可利用碳的擴散和傳輸的數學模型，采用電流密度傳感器，由微機進行全過程的工藝控制，從而獲得預定的表面碳含量、碳分布和滲層深度。表1為不同滲碳工藝的碳通量。
4．離子熱處理設備
離子熱處理設備由離子發生器（電源）、真空爐體、測溫測壓裝置、供氣排氣系統及其他配套部件組成，關鍵部分為電源和真空爐體。
（1）電源 生產中應用的電源主要有兩種：直流電源和脈沖電源。
直流電源提供的電壓、電流是近似平直或帶有波動的直流電。主要技術指標：電壓0～1000V連續可調。頻率50Hz，滅弧裝置為限流電阻或電子開關。直流電源結構簡單，價格便宜，維修方便，使用壽命長，功率大。但滅弧可靠性不理想，處理溫度與電壓、電流、氣壓不能分開，工藝參數不能獨立調節，尤其當功率密度較小時（＜0.2W/cm2），不能保證滲層均勻，故直流電源的使用受到一定限制，為了克服上述缺點，開發了脈沖電源。
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