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衍射法可揭示有关晶相体积分数、纹理和残余应力的信息，而断层扫描可提供材料微观结构的互补三维图像。衍射和断层扫描在定制材料设计、加工和寿命评估领域的影响越来越大。光谱学可提供有关化学键合细节的独特信息，并有助于理解原子间的相互作用。目前，工程材料科学对光子和中子的利用情况发展迅速：光子和中子源的通量增加，现有光束线和仪器的翻新以及设计和建造具有优化光束光学和位置敏感探测器的新光束线和仪器，以及数据质量和数量的提高。
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