機械多晶試樣晶體(晶粒)組成金相分析顯微鏡
材料科學中一個主要的任務是橋接的長度尺度，以便在原子
尺度的知識基礎上，宏觀試樣的性能也能得到很好的解釋，即認識
了作用在物質較小單元之間的力，并不意味著就能描述物質的宏觀
行為。
原子間的化學鍵源于基本的物理、電子間的相互作用。在此基
礎上才能發生原子的聚集，如分子和晶體。這樣可以形成由可能含
有很多缺陷的集合體(晶體)組成的致密顯微結構。在這個范圍內熱
力學和動力學是描述材料行為的主要方法。較終，在工程領域，所
希望得到的是材料工件性能的宏觀平均值，如力學性能等。以下將
介紹各種長度尺度：
(1)原子考慮兩個典型的模型：原子的電子結構，即電子圍繞
在一個原子核周圍；且將原子看做是一個巨大的球體。
(2)原子的空問排列 原子可以隨機地排列(如理想氣體)，也
可以嚴格按照規律排列并表現出平移對稱性，或者在完全隨機排列
的基礎上，不同原子優先成為近鄰原子而形成短程有序結構(如非
晶體)。
(3)由含有缺陷的晶體構成的試樣(晶體缺陷) 多晶試樣由很
多晶體(晶粒)組成；單個晶粒存在如位錯等品格缺陷，且含有內部
應變場。試樣中的這些缺陷很大程度上影響了它們的性能，如機械
強度、擴散和相變性能、耐蝕性等。
(4)工作材料體，如機器等，通常由不同材料的零件構成。為
了保證這種組合設計的安全，需要對工件所用材料的宏觀行為有一
個基本認識。
