氮离子注入铝后，一部分氮与铝结合生成了六方结构的AlN（不会生成立方结构的AlN），另一部分氮则以间隙原子的形式存在。氮离子注入后铝试样表面全被球状、椭球状和长条状的团块（nodule）所覆盖，而且团块的大小和致密度随着溅射清洗时间的增加而发生变化，同时铝基体的表面层发生了再结晶，而且再结晶倾向于加强表面层Al（200）面的择优取向。 60 keV，7×10¹⁷ N⁺／cm²的氮离子注入后，在铝基体的表面生成的六方结构的AlN颗粒非常细小，大约为28nm左右。由于AlN颗粒非常细小同时初生的AlN与Al基体之间保持着共格关系（即{111）_Al||{0001}_AlN，<110>_Al||<11?0>)，造成AlN的衍射峰漫散和宽化。氮离子注入后，从试样的表面到基体分为三个区域，依次为：Al₂O₃、AlN、Al基体。 在铝的氮离子注入过程中，氮离子的注入剂量对铝基体的表面结构及抗摩擦磨损性能都有很大影响。当注入剂量较低时，氮在铝中以间隙原子的形式存在而形成氮的过饱和固溶体。增大注入剂量，氮与铝结合形成金属间化合物AlN，且AlN的生成量随着注入剂量的增加而增加。当注入剂量增至7×10¹⁷N⁺／cm²时，AlN的生成量达到饱和。此后，随着注入剂量的进一步增加，AlN自身被固溶强化；与此相对应，随着氮离子注入剂量的不断增加，铝的抗摩擦磨损性能亦依次增强；未经氮离子注入的铝试样其磨损方式以粘着磨损为主。随着注入剂量的增加，磨损方式逐渐以粘着磨损为主转变为磨粒磨损居主导地位。 氮离子的注入剂量对铝基体的压痕硬度也有很大影响。随着氮离子注入剂量的不断增加，铝试样的压痕硬度不断增加；而随着压入深度的增加，压痕硬度则不断减小。离子注入后，硬度随注入剂量和压入深度变化的趋势较好的支持了有关弱接触情况下摩擦系数与摩擦圈数的关系。当注入剂量不大于5×10¹⁷N⁺／cm²时，其弹性模量与未注入的铝试样相比几乎没有变化；而当注入剂量大于7×10¹⁷N⁺／cm²时，其弹性模量相较于未注入的铝试样大幅度增加，且随压入深度的增加而减小。 氮离子注入对铝表面的抗腐蚀性能亦呈现出很大影响。当注入剂量较低时，铝表面的抗腐蚀性能随着注入剂量的增加而增强。但其抗腐蚀性能并不随着注入剂量的增加而单调增强。随着注入剂量的增加，当注入剂量为中等值(（3、5）×10¹⁷N⁺／cm²)时，铝表面的抗腐蚀性能反而降低。当注入剂量进一步增加时，由于在铝基体的表面生成了一层AlN层，铝表面的抗腐蚀性能再次随着注入剂量的增加而增强。 采用TRIM’98程序模拟了铝试样经氮离子注入后，氮在铝基体中浓度的分布情况。模拟结果表明：氮在铝基体中呈现高斯分布，与AES的分析结果基本吻合。同时采用铝的氮离子注入研究Kinchin一Pease位移模型对氮离子注入后的辐照损伤进行了计算。计算数据显示出损伤分布的形状与高斯分布有显著的差异。相较于射程分布，损伤分布更接近于试样表面，而且氮离子注入为位错的形成提供了能量。