離子轟擊和離子注入熱處理在一定意義上有相同的地方，但是兩種明顯不同的工藝方法。

（1）離子注入

離子注入是在加速器中以幾萬到幾十萬伏電壓作用，將一種或幾種元素的離子加速，將這些離子注入到放在真空靶室中的固體材料表面，使零點幾微米至幾個微米表面層中添加注入的元素的離子（原子），稱為離子注入。離子注入由于注入能量高，將工件表面造成輻射損傷，以及由于原子環境和電子組態的攏動，而導致材料物理性能、化學性能或力學性能變化，因而這種表面強化技術也稱沖擊硬化。沖擊硬化也可用其它高能粒子沖擊，如能量密度高達10⁹W/cm²的激光射入材料表面，將引起表面層產生輻射損傷，改變材料性能。

離子注入與其它表面強化技術相比，具有一些突出的特點。

①離子注入是靠電場力以離子形式將添加物注入基本材料中，是一個非平衡過程，注入元素在固體材料中的濃度不受平衡相圖限制，使得一些在液態都以難以互溶的元素，形成固溶體，如將W注入Cu可以得到1%的固溶體，得到一般方法難以獲得的新相，可以獲得過飽和固溶體、化合物和非晶態。通過多種離子注入能形成化合物，如鈦和碳離子分別注入鋼的表面，可在鋼表面形成TiC。

②通過控制注入的電參數，方便地調整注入離子的能量和劑量，能精確地控制注入元素的數量和深度，因而離子摻雜能夠精確控制摻雜的濃度分布和深度分布。

③通過磁分析器，可得到高純度的離子束流；離子注入具有直進性，橫向擴展��；掃描裝置可使其在注入表面積上分布均勻，因而注入層純度高，均勻性好，重復性好，能滿足集成電路微細加工的技術要求，有利于器件和集成電路等的大規模生產。

④離子注入可以在室溫和低溫進行，因而不會引起工件變形和表面粗糙度變化，有利于精密件的表面強化處理，處理后可以直接裝配使用。

⑤注入離子是與基體中的基體原子上混合，無明顯界面，注入層和基體結合牢固，不存在注入層剝落問題。

由于離子注入具有上述特點，可能制造出用其它方法所不能得到的新材料，因為有人認為離子束技術是進行材料設計手段之一，是實現從天然材料進入人造材料的關鍵技術。

離子注入技術也存在一定局限性：由于離子束是直線前進，使復雜工件表面難于均勻注入，特別是對小截面的深孔仍無法處理；離子注入機價格貴，維護技術較復雜。總的說來，離子注入主要用于制造成本較高的、磨損量不允許很大的精密零件，如精密儀器、航空機械中的一些重要零件。

（2）離子轟擊

離子轟擊相對于離子注入電場強度低，需要加熱到一定溫度。離子轟擊熱處理是利用真空中輝光放電產生的離子轟擊工件表面，使工件表層成分、組織結構及性能發生變化的熱處理工藝，亦稱離子熱處理。離子熱處理改變了工件表面的化學成分，所以屬化學熱處理。

離子轟擊工件表面可產生如下幾種效應：

①轟擊粒子的大量動能轉化為熱能，使工件升溫；

②高能粒子的轟擊作用使其可直接注入工件表面；

③高能粒子的轟擊產生濺射作用，使工件表面凈化，可清除表面氣體吸附層及氧化物，減輕鈍化層，使表面處于活化狀態。