本文利用激光与等离子体组合技术在大气环境中对工业纯钛表面作用，得到了氮化钛。 为了更好地应用LPN方法，我们研究了实验所采用的小功率非平衡态氮等离子体枪的伏安特性，束流强度，进气方式，火焰形状，振荡频率，离子数密度等各种物理性能，并进一步改进等离子体枪，使其放电电极间的距离可以调节，这样就可以更加方便地选择激发电场，得到不同强度的等离子体流。 对实验采用的小功率非平衡态氮等离子体枪产生的等离子体的流形，应用可压缩的二维轴对称的Naver Stroke方程，通过有限体积法和出流修正对等离子体射流的速度场和温度场分布进行了计算机模拟。得到了与实验数据相符的结果，为实验研究提供了初步的理论依据。 利用等离子体与激光组合，在大气环境中以工业纯钛为基底进行了氮化处理，并利用XRD、SEM、显微硬度计等手段对处理前后的样品进行了测试。通过对测试结果分析表明，在大气环境下利用激光和等离子体组合方法制备了氮化钛，因而经过氮化后样品的表面硬度等物理性能得到了很大的增强。这种新的制备氮化钛的方法不仅可以降低单一激光氮化方法所需激光功率密度，而且能够更加有效的抑制样品氧化。论文中对激光功率密度、扫描速度以及氮等离子体流量等关键工艺参数对氮化效果的影响进行了分析和讨论。 采用了蒙特卡罗方法对LPN方法制备氮化钛膜层过程进行了计算机模拟。模拟建立在两体碰撞模型的基础上，又根据激光和等离子体组合方法的特殊性，引入了温度因子和能量项，对原程序进行改进。使用蒙特卡罗方法编写的程序对氮化过程进行了计算，获得了不同条件下氮元素在靶材——工业纯钛中的分布情况，并与实验数据进行比较，两者结果基本一致。