Предложен метод безводородного азотирования металлов и сплавов в плазме, создаваемой низкоэнергетическим электронным пучком в азотсодержащем газе низкого давления. Плазменное азотирование повышает твердость, износостойкость, усталостную прочность и коррозионную стойкость таких конструкционных материалов, как стали, титан и титановые сплавы. Использование электронного пучка для генерации плазмы позволяет исключить такие недостатки ионного азотирования, как интенсивное ионное травление поверхности, приводящее к росту шероховатости поверхности и коэффициента трения; и влияние ионного слоя у поверхности, приводящее к неравномерному азотированию изделий сложной формы. метод обеспечивает низкотемпературное азотирование нержавеющих сталей и титановых сплавов.

Для создания плазмы с высоким содержанием активных частиц азота используется источник электронов с плазменным катодом и односеточной системой ускорения. метод позволяет независимо регулировать плотность тока электронов в пучке (10–200 мА/cм²), начальную энергию электронов(50–500 эВ), состав и давление газовой среды (0,1–5 Па), способ нагрева изделий (электронным пучком, ионами из плазмы и комбинированный метод). Метод позволяет проводить азотирование при низком (0–100 В) или плавающем потенциале изделий, снизить время азотирования или уменьшить температуру обработки. общая площадь азотируемой поверхности изделий в разработанном устройстве составляет 2 х 10³ см².