วิธีการคาร์บูไรเซชันด้วยแก๊สสุญญากาศหมายถึงการวางชิ้นงานในบรรยากาศคาร์บูไรซิ่งภายใต้สภาพแวดล้อมสุญญากาศ โดยคงไว้เป็นระยะเวลาหนึ่ง ที่อุณหภูมิสูง ก๊าซคาร์บูไรซิ่งจะสลายตัวเพื่อสร้างอะตอมของคาร์บอนที่แอคทีฟ ซึ่งจะกระจายบนพื้นผิวของวัสดุเพื่อสร้างชั้นที่ถูกดัดแปลง สารประกอบ เช่น TiC ถูกสร้างขึ้นบนพื้นผิวของโลหะผสมไทเทเนียม TC21 และไม่พบเฟสที่มีไฮโดรเจน-ในชั้นสารประกอบ นอกจากนี้ ยังพบว่าความแข็งพื้นผิวของโลหะผสมไททาเนียม TC21 เพิ่มขึ้น 2.7 เท่าเมื่อเทียบกับซับสเตรต และกลไกการสึกหรอเปลี่ยนจากการสึกหรอแบบยึดเกาะระหว่างบอลแบบ Ti-/Ti เป็นการสึกหรอแบบเสียดสีและการสึกหรอหลุดร่อนระหว่างบอลแบบ Ti-/TiC ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของโลหะผสมไทเทเนียมได้อย่างมีนัยสำคัญ หลังจากการบำบัดคาร์บูไรเซชันแบบขั้นตอนด้วยแก๊สสุญญากาศบนโลหะผสมไททาเนียม Ti6Al4V ชั้นเซรามิก TiC ที่มีรูพรุนขนาดเล็กจะเกิดขึ้นบนพื้นผิว โดยมีค่าความแข็งระดับไมโครสูงถึง 778 HV ซึ่งสูงกว่าซับสเตรตประมาณ 2.3 เท่า เฟสเซรามิก TiC มีโครงสร้างที่ดี เป็นของเฟสความแข็งสูง ซึ่งสามารถเพิ่มความแข็งแรงของพื้นผิวและความต้านทานแรงเฉือนของโลหะผสมไททาเนียม ลดอัตราการสึกหรอตามปริมาตรของวัสดุได้อย่างมาก และปรับปรุงประสิทธิภาพไตรโบโลยีของโลหะผสม หลังจากคาร์บูไรเซชัน ประสิทธิภาพการกัดกร่อนของเคมีไฟฟ้าจะลดลงเล็กน้อย แต่ยังคงเป็นวัสดุที่ต้านทานการกัดกร่อน- โดยไม่ส่งผลกระทบต่อการใช้งาน โครงสร้างจุลภาคของชั้นเซรามิกบนพื้นผิวของโลหะผสมไทเทเนียม Ti6Al4V แสดงในรูปที่ 1
การทำให้คาร์บูไรซิ่งในพลาสมาเกี่ยวข้องกับการใช้การทิ้งระเบิดไอออนบนก๊าซคาร์บูไรซิ่ง ทำให้บรรยากาศของคาร์บูไรซิ่งสลายตัวและผลิตอะตอมของคาร์บอนที่แอคทีฟ ด้วยการปรับกระแส ความเข้มข้นของคาร์บอนในชั้นผิวของวัสดุสามารถควบคุมได้ ทำให้สามารถปรับเปลี่ยนพื้นผิวได้โดยไม่ต้องใช้เครื่องมือควบคุมศักยภาพของคาร์บอน หลังจากการคาร์บูไรเซชันในพลาสมาของโลหะผสมไททาเนียม Ti6Al4V ชั้นคาร์บูไรซ์ที่มีความหนาประมาณ 150 ไมโครเมตรซึ่งประกอบด้วยเฟส TiC และ V4C3 จะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิว ความแข็งระดับไมโครเพิ่มขึ้นสี่เท่าเมื่อเทียบกับซับสเตรต โดยสูงถึงประมาณ 1600 HV เฟสฮาร์ดคาร์ไบด์จะกระจายตัวบนพื้นผิวโลหะผสมไทเทเนียม ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและยืดอายุความล้าได้อย่างมาก
