机械多晶试样晶体(晶粒)组成金相分析显微镜
材料科学中一个主要的任务是桥接的长度尺度，以便在原子
尺度的知识基础上，宏观试样的性能也能得到很好的解释，即认识
了作用在物质较小单元之间的力，并不意味着就能描述物质的宏观
行为。
原子间的化学键源于基本的物理、电子间的相互作用。在此基
础上才能发生原子的聚集，如分子和晶体。这样可以形成由可能含
有很多缺陷的集合体(晶体)组成的致密显微结构。在这个范围内热
力学和动力学是描述材料行为的主要方法。较终，在工程领域，所
希望得到的是材料工件性能的宏观平均值，如力学性能等。以下将
介绍各种长度尺度：
(1)原子考虑两个典型的模型：原子的电子结构，即电子围绕
在一个原子核周围；且将原子看做是一个巨大的球体。
(2)原子的空问排列 原子可以随机地排列(如理想气体)，也
可以严格按照规律排列并表现出平移对称性，或者在完全随机排列
的基础上，不同原子优先成为近邻原子而形成短程有序结构(如非
晶体)。
(3)由含有缺陷的晶体构成的试样(晶体缺陷) 多晶试样由很
多晶体(晶粒)组成；单个晶粒存在如位错等品格缺陷，且含有内部
应变场。试样中的这些缺陷很大程度上影响了它们的性能，如机械
强度、扩散和相变性能、耐蚀性等。
(4)工作材料体，如机器等，通常由不同材料的零件构成。为
了保证这种组合设计的安全，需要对工件所用材料的宏观行为有一
个基本认识。
