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本发明公开了一种表征铌酸锂晶体微观结构变化的方法，包括：(1)采用X射线衍射和/或透射电子显微镜对铌酸锂晶体的空白样品和磨削样品进行测试，得到相应样品的晶体结构；(2)对铌酸锂晶体的空白样品和磨削样品进行X射线光电子能谱测试，根据测试结果分别计算各样品的铌酸锂晶体中；(3)根据所述的Li/Nb，建立相应铌酸锂晶体的模型并进行分子动力学模拟，得到相应铌酸锂晶体的均方差位移；(4)结合所述的晶体结构和相应铌酸锂晶体的均方差位移来表征铌酸锂晶体微观结构的变化。本发明的表征方法采用实验与模拟相结合的方式来表征磨削加工前后铌酸锂晶体微观结构的变化，提高了表征结果的可靠性。