材料性能材料显微结构分析科研金相显微镜制造

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材料是指现在或不远的将来具有应用价值的物质。材料显微结构(
可以用一个优雅的难以翻译的文语单词“Geftige”来描述)是一个涵盖
了材料中原子排列各方面内容的概念。要了解材料的性能必须弄清楚材
料的显微结构。我们所关注的大部分物质是晶态材料。因而，显微结构
的概念就缩小为对晶体缺陷的描述。

显微结构的概念包含了一系列特定的内容：成分的不均匀性，材料
中各相的含量及分布，晶粒尺寸、形状及描述晶粒尺寸的分布函数，晶
粒(晶体)取向分布函数(织构)，晶界／界面和材料表面，空位、位错、
堆垛层错和孪生缺陷以及晶格畸变等晶体缺陷的浓度和分布。

材料的性能在很大程度上受显微结构的影响。正如本书前言中所提
到的，材料科学归根到底可以描述为：建立可以联系显微结构与性能的
模型。实现这一目标的先决条件是材料显微结构的表征方法。

每一个进行材料科学研究的科学家都必须在设计研究方法上花费大
量的时间。特别是想要获得有关材料显微结构分析前沿专业知识的话，
就更是如此。特别是一方面，对成像和显微技术的全面认识和应用能提
供材料的局部信息；另一方面，则通过对(x一射线)衍射分析结果的基
本特征的认知可以给我们(缺陷)结构平均的统计信息。

实际上，对任何材料试样显微结构的分析都应该首先利用光学显微
镜进行观察。在所有材料科学研究中，无论是基础研究还是应用研究，
光学显微镜均可以有效应用于其中的某一阶段。现在人们往往倾向于使
用扫描电镜而忽视了光学显微镜的作用。例如，与扫描电镜相比，光学
显微镜有着无可比拟的便捷、简单的优点，而这正是一种不容忽视的优
点。实际上，应该提倡在研究前期多应用光学显微镜，当无法克服其局
限性时，才应用更先进(电子)显微技术。

一方面，人们通常会想当然地认为光学显微图像或者(透射)电子显
微图像的分析只有专家才能完成，而这种想法是不正确的。另一方面，
专业知识的缺乏的确可能会导致严重的错误，如是否清楚光学显微镜和
透射电镜下暗场像的差别。材料科学工作者都应该对成像基础知识和显
微镜原理有一定的了解。这部分知识必须而且可以在任何形式的材料科
学学习开始的时候进行介绍，即在第一次观看一张由光学显微镜或者电
子显微镜得到的显微结构图

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