材料科學顯微結構模型,顯微結構對材料應用

材料科學家所考慮的不同尺度可以大致歸納如下：

    1)納米尺度(納米范圍內)，需要原子手段。
    2)微觀尺度(納米一微米一毫米之間)。在這一中等長度尺度范
圍了解材料的行為是材料科學的核心(也因此奠定了材料科學與固
體物理和固體化學的本質區別，后者并不考慮顯微結構對材料應用
的重要性)，在這一尺度將會表現出如位錯和晶界等獨立單元協同
作用的影響。

    3)宏觀尺度(毫米一米之間及以上)。這個范圍內復合組件將作為工
程構建的零部件應用。只有在這個尺度范圍內，針對材料特定性能
的描述，材料才可被認為是“連續體”。

    在不同尺度范圍下有必要使用不同的模型和方法。例如，應用
分子動力學和蒙特卡洛方法進行納米尺度的原子模擬；顯微結構模
型可以用于理解外加載荷下位錯運動和晶粒間的相互作用；結構力
學模型可通過有限元算法表達，可以用于描述宏觀工件的力學性能
。對于材料科學家們來說，跨越不同長度尺度間的過渡區的挑戰，
也可以被描述成是為實現從局部(單個原子／缺陷)到非局部(多晶
、宏觀)的轉變所做的努力。

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