靶材金相图分析晶粒大小是怎么操作的？

1、确定照片的放大率

先测量微观照片的尺寸,长度或宽度选择其一,然后测量出试样的实际长度或者宽度.

放大率=图片距离/实际距离

2、找出晶粒度级别数

计算出放大率之后就可以确定晶粒度级别数,首先要计算出试样中的晶粒数.

晶粒数=完整的晶粒数+0.5倍的部分晶粒,完整晶粒的晶界都是可观察到的.

其次计算出实际面积,实际面积=图片长/放大率 x 宽/放大率根据ASTM标准中的计算公式:N=2(n-1)其中N是指放大100倍下每平方英寸的晶粒数,n是指晶粒级别数,进行单位换算之后可得到N的值,最后可计算出晶粒级别数n.

3、计算出平均晶粒直径

平均晶粒直径=试样的实际长度/截取部分的晶粒数实际长度=截线长度/放大率了解了晶粒大小(材料本身)对靶材性能的影响,我们再简单说下工艺方面,结晶方向对靶材性能要求,由于在溅射时靶材原子容易沿着原子六方紧密排列方向优先溅射出来,因此,为达到高溅射速率,可通过改变靶材结晶结构的方法来增加溅射速率.不同材料具有不同的结晶结构,因而应采用不同的成型方法和热处理方法.

晶粒直径d是用谢乐公式算的。根据相关信息查询，晶粒直径d用谢乐方程：D=K/(Bcosθ)计算，D为晶粒尺寸（nm），K为Scherrer常数，其值为0.89，B为衍射峰半高宽度，在计算的过程中，需转化为弧度（rad）。实际应用中，B为实测宽度BM与仪器宽化Bs之差，Bs可通过测量标准物的半峰值强度处的宽度得到。

K为谢乐常数0.89，γ为入射X线波长0.154 nm，B为衍射峰的半峰宽，采用弧度rad为单位.计算出1 100℃时的晶粒大小为0.22μm，我们采用这种方法依次算出不同温度下样品的晶粒的大小，整理数据后得到表2和图2（b）.从表2和图2（b）可以看出，STO晶粒随温度上升而增大，在1 440℃时晶粒达最大，之后随温度进一步升高而降低.通过比较图2（a）、（b），可以看出用SEM统计法得到的晶粒大小普遍比用谢乐公式给出的大些，但是用谢乐法得到的结果与SEM法得到的结果具有一致的变化规律，即晶粒大小随温度的变化呈现出先增后减，达到1 400℃后快速增长.

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