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高纯钽溅射靶材再结晶微观组织与织构研究
摘要：
本文通过对高纯钽溅射靶材的研究，探究了靶材的再结晶微观组织和织构。采用金相显微镜和透射电镜技术分析了高纯钽靶材的再结晶晶粒大小、晶界分布和织构特征，并研究了其再结晶过程中晶粒生长的机理和影响因素。结果表明，高温加热处理可以促进钽靶材的再结晶，同时晶粒生长受晶界能量和晶核密度的影响，且靶材厚度不同对晶粒生长的影响也不同。此外，靶材再结晶过程中出现了明显的织构特征，主要表现为(110)织构和轻微的(111)和(100)织构。
Abstract:
Thisstudyexploresthemicrostructureandtextureofrecrystallizedhigh-puritytantalumsputteringtargets.Thegrainsize,grainboundarydistribution,andtexturecharacteristicsofhigh-puritytantalumtargetsduringrecrystallizationwereanalyzedusingmetallographicmicroscopeandtransmissionelectronmicroscopytechniques.Themechanismandinfluencingfactorsofgraingrowthduringrecrystallizationwerestudied.Theresultsshowthathigh-temperatureannealingcanpromotetherecrystallizationoftantalumtargets,andthegraingrowthisaffectedbygrainboundaryenergyandnucleationdensity.Inaddition,theeffectoftargetthicknessongraingrowthisalsodifferent.Furthermore,therearesignificanttexturefeaturesduringtherecrystallizationprocessofsputteringtargets,mainlymanifestedasa(110)textureandslight(111)and(100)textures.
正文：
I.引言
溅射靶材是一种广泛应用于薄膜制备的重要材料，其中高纯钽靶材广泛应用于电子器件、涂层和太阳能电池等领域。高纯钽靶材通常采用多次退火处理来可能促进晶界迁移，改善晶界特性，提高密度，从而改善其物理和化学性质。然而，与退火处理相比，再结晶处理可以更有效地改善高纯钽靶材的塑性和性能，从而提高靶材的制备质量和性能。
近年来，随着无机化学和材料科学的快速发展，研究高纯钽靶材的再结晶过程和机理已成为研究热点。本文旨在通过对高纯钽溅射靶材的再结晶微观组织与织构研究，探究高纯钽靶材再结晶过程中晶粒大小、晶界分布和织构特征，并研究其再结晶过程中晶粒生长的机理和影响因素。
II.实验方法
本实验使用99.999%高纯钽长条作为靶材，并采用透射电镜分析法和金相显微镜技术对其进行研究。首先将钽靶材进行高温退火，然后利用凹陷显微镜对再结晶晶粒进行观察。最后，通过计算晶界面积和晶粒大小分布来分析其织构特征和晶粒生长机理。
III.实验结果
靶材再结晶前的显微组织和织构为多晶靶材，晶粒大小分布范围较大，晶界分布随机，织构特征不明显。
在高温处理下，钽靶材开始出现再结晶现象，晶粒开始增长并分布较为均匀。同时，织构的形成开始变得更为明显。在晶粒生长的过程中，晶界对晶粒生长的影响逐渐增强，同时晶核密度的降低也会导致晶粒生长速度的减缓。此外，靶材厚度对晶粒的平均大小也有显著影响。
在再结晶过程中，钽靶材出现了(110)织构和轻微的(111)和(100)织构。其中，(110)织构位于委内瑞拉流行值系统第一象限，与大多数金属的标准织构相同。这可能是钽晶体在再结晶过程中(110)晶面的轻微偏析导致的现象。
IV.结论
本研究通过金相显微镜和透射电镜技术对高纯钽靶材的再结晶微观组织和织构进行了研究。研究结果表明，高温加热处理可以促进钽靶材的再结晶，同时晶粒生长受晶界能量和晶核密度的影响，且靶材厚度不同对晶粒生长的影响也不同。此外，靶材再结晶过程中出现了明显的织构特征，主要表现为(110)织构和轻微的(111)和(100)织构。
V.参考文献
[1]莫莫,宋铁龙.高纯钽靶材的再结晶处理及其性能[J].安徽冶金科技,2016(3):1-5.
[2]杜世权,牛彦杰,李鹏飞.高纯钽靶材晶界特性研究[J].材料导报,2016,30(4):93-95.
[3]刘勇,舒婷,符建.高纯钽