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.

一般情况下测定平均晶粒度有三种基本方法：比较法、面积法、截点法。具体如下

1、比较法：比较法不需计算晶粒、截矩。与标准系列评级图进行比较，用比较法评估晶粒度时一般存在一定的偏差(±0.5级)。评估值的重现性与再现性通常为±1级。

2、面积法：面积法是计算已知面积内晶粒个数，利用单位面积晶粒数来确定晶粒度级别数。该方法的精确度中所计算晶粒度的函数，通过合理计数可实现±0.25级的精确度。面积法的测定结果是无偏差的，重现性小于±0. 5级。面积法的晶粒度关键在于晶粒界面明显划分晶粒的计数

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图：面积法

3、截点法：截点数是计算已知长度的试验线段(或网格)与晶粒界面相交截部分的截点数，利用单位长度截点数 来确定晶粒度级别数。截点法的精确度是计算的截点数或截距的函数，通过有效的统计结果可达到 ±0.25级的精确度。截点法的测量结果是无偏差的，重现性和再现性小于±0.5级。对同一精度水平，截点法由于不需要精确标计截点或截距数，因而较面积法测量快。

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同心圆测量线(截点法)

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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