Methods and apparatus for thermally altering the near surface characteristics of a material are described. In particular, a repetitively pulsed ion beam system comprising a high energy pulsed power source and an ion beam generator are described which are capable of producing single species high voltage ion beams (0.25-2.5 MeV) at 1-1000 kW average power and over extended operating cycles (10.sup.8). Irradiating materials with such high energy, repetitively pulsed ion beams can yield surface treatments including localized high temperature anneals to melting, both followed by rapid thermal quenching to ambient temperatures to achieve both novel and heretofore commercially unachievable physical characteristics in a near surface layer of material.

Des méthodes et les appareils pour changer thermiquement les caractéristiques extérieures proches d'un matériel sont décrits. En particulier, un système répétitivement pulsé de faisceau d'ions comportant une énergie élevée a palpité source d'énergie et un générateur de faisceau d'ions sont décrits qui est capable de produire les faisceaux d'ions à haute tension d'espèces simples (0.25-2.5 mev) à 1-1000 kilowatts de puissance moyenne et les cycles étendus de fonctionnement (10.sup.8). Les matériaux d'irradiation avec de l'une telle énergie élevée, les faisceaux d'ions répétitivement pulsés peuvent rapporter les traitements extérieurs comprenant la haute température localisée recuit à la fonte, suivie de l'extinction thermique rapide aux températures ambiantes pour réaliser le roman et les caractéristiques physiques jusqu'ici commercialement unachievable dans une couche extérieure proche de matériel.