离子渗氮设备的极限真空度，根据“离子渗氮炉技术条件”规定，不应低于5×10^-2托。压升率不大于一微米汞柱/分，设备的漏气率等于压升率和真空容积的乘积，单位是托·升/分或托·升/秒。漏气率的大小意味着渗氮气氛中含有空气量的多少，也就是一个含氧量的问题。在用纯氮进行离子渗氮时，容器的漏气率必须小于5×10^-7托·升/秒，要求容器有很高的密闭性。当气氛中还有能还原金属氧化物及净化表面的氢气时，显然对漏气率的要求可以有所降低。在气体渗氮时，添加5%的空气有促进白层形成的作用。离子渗氮时，少量氧的加入并不妨碍渗氮，也使氮化物层增厚，含量增加，脆性也相应有所增加。但气氛中含氧量过高，溅射和氢还原速度低于氧化膜的形成速度时，零件表面的氧化膜将阻碍氮的渗入，结果渗氮速度减慢，表面出现软区甚至完全渗不上氮。气氛中含氧量较多时，也经常发现在零件表面沉积着一层黑色的粉末，一擦即掉。X衍射结构分析表明，它们主要是Fe₃O₄和Fe₄N的混合物。
        一般结构结构刚在5×10^-1托极限真空度的炉子中处理，渗氮层的硬度和深度与在正常设备中渗氮的没有明确区别。但对于含有大量铬的高合金钢，由于极易生成稳定的CrO薄膜，难以通过溅射清理完全去除。因此离子渗氮设备密闭性较差时，将出现硬度和层深的不均匀的现象。