美國留學 材料與工程專業(yè)描述及申請建議

材料科學與工程是最近美國研究生申請的熱門專業(yè)，其申請人數(shù)雖然不及電氣工程、計算機科學等科目，但申請人數(shù)一直在上升。下面為大家介紹一下美國留學材料與工程專業(yè)描述及申請建議，希望能夠對大家有所參考。

一、美國留學材料與工程專業(yè)學科簡介

材料科學與工程(Materials Science and Engineering)是一個多學科領域，涉及物質的性質及其在各個科學和工程領域的應用。它是研究材料的制備或加工工藝、材料的微觀結構與材料宏觀性能三者之間的相互關系的科學。涉及的理論包括固體物理學，材料化學，應用物理和化學，以及化學工程，機械工程，土木工程和電機工程。

與電子工程結合，則衍生出電子材料，與機械結合則衍生出結構材料，與生物學結合則衍生出生物材料等等。隨著近年來媒體將注意力大量集中在納米科學和納米技術上，材料科學在許多大學被推到了最前沿。它也是法醫(yī)工程和失效分析中的一個重要組成部分。

二、美國留學材料與工程專業(yè)學科分支

材料科學可按多種方法進行分類。每個學校的研究側重點也各有不同，下面我們?yōu)榇蠹医榻B幾個常見的分支學科。具體分支方向及研究內(nèi)容請到申請學校官網(wǎng)查詢。

高分子材料 Polymer Materials

主要研究導橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復合材料以及這些材料的制備、表征、加工、形貌、特性。近些年高分子材料發(fā)展迅速應用到生活中的各個領域，高分子材料發(fā)展時間不長，研究成果多，申請難度比較大，專業(yè)的回報率還是比較高的。

高分子材料的應用十分廣泛，比方說輪胎、液晶電視、甚至防彈衣、航天飛機上都能用到高分子材料。值得注意的是：化學工程專業(yè)下也有高分子方向，化學背景的學生有相關的課程背景也是可以申請材料專業(yè)下高分子方向的。

金屬材料 Metallic Materials

金屬材料是最傳統(tǒng)的材料，如鋼鐵材料、非晶態(tài)合金、結構金屬材料、功能金屬，它們的微觀結構對材料力學和物理性能影響，合金中不同成份比例對材料硬度、韌性、拉伸強度的影響?，F(xiàn)在對于金屬材料的研究多與納米材料以及復合材料相結合。注意：國內(nèi)冶金材料專業(yè)的學生比較適合學習金屬材料方向或材料加工方向，但是材料加工方向的設置相對較少。

無機非金屬材料 Ceramic Materials

主要研究水泥、玻璃、光導纖維、非金屬礦、絕緣材料、功能陶瓷如壓電陶瓷，由于陶瓷材料耐高溫、耐磨、硬度大在無機非金屬材料中應用最廣泛。這幾年無機非金屬材料要比金屬材料發(fā)展迅速，尤其是陶瓷方面競爭比較激烈。

計算材料科學 Computational Materials Science

這是一種工程技術手段，主要用計算機模擬以及分子動力學的方法進行材料結構、特征模擬、復雜材料的統(tǒng)計力學、大分子材料理論。具體研究內(nèi)容例如：電子結構和焊接、原子協(xié)議、電子材料的缺點及微觀結構、結構和位相轉變、光子及電子機械內(nèi)部和外部結構的反應。該方向對于學生的課程背景(計算機課程)要求比較嚴格，且必須要有相關的項目背景。

電子、光學、磁性材料 Optical、Electronic and Magnetic Materials

主要研究光學與光譜學、液晶、聚合物二級管、光電池和光子晶體、半導體材料和裝置、磁存儲器、磁性薄膜及磁性發(fā)電機裝置、壓電晶體的表面和界面特性。這個方向競爭最激烈，由于現(xiàn)在社會朝微電子方向發(fā)展，所以就業(yè)前景非常樂觀。近年來這個方向申請的人數(shù)逐漸增加，并且光電材料方向在電氣工程下也有設置，如果學生的電氣工程背景，課程中有材料相關課程，且有光電材料方面的項目，可以考慮申請材料專業(yè)。

生物材料Biomaterials

主要研究碳納米管的合成及自然材料的特征、無機材料的合成、有機和生物材料化學、材料加工、材料熱力學、生物應用材料、分子細胞和生物力學、材料力學和生物材料、材料成像。在研究過程中也會和仿生學相結合，比方說人造骨骼和人造肌肉。

納米材料Nano Materials

主要研究量子力學、材料的機械性能、納米科學與工程、端口的納米機械和納米生物技術、納米結構材料、納米材料、納米材料的加工。納米材料也是屬于回報率比較高的一個研究方向，但是就業(yè)前景不是十分理想。

能源材料Energy Materials

主要研究太陽能電池、能量貯存、經(jīng)濟和環(huán)境材料選擇、高級能量轉換的基礎、固態(tài)元件和能量轉換、材料的能量貯存、能量和材料制定政策、未來能源系統(tǒng)材料。應用最為廣泛，也最常見的就是太陽能電池板了。

復合材料Composite materials

復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應，使復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。

三、美國留學材料與工程專業(yè)申請建議

在美國名校的材料科學與工程專業(yè)申請中，金屬材料和無機非金屬材料屬于傳統(tǒng)意義上的材料學方向，而高分子材料在業(yè)界發(fā)展十分迅速，申請者數(shù)量要較前兩者多，競爭相對激烈。電子信息材料則是目前材料科學中的熱門方向，尤其是半導體等材料發(fā)展異常迅猛，在美國和世界各地的就業(yè)前景均十分光明，因此申請難度相對來看也是最高的。綜合來說，中國申請者在申請這些名校時，需要注意以下幾個方面:

1.專業(yè)背景

專業(yè)背景是決定申請材料科學與工程專業(yè)成敗的關鍵。美國材料科學與工程專業(yè)非常注重申請者之前的本科及研究生階段學習過的課程、做過的科研項目及取得的成果。近年來被錄取的新生均具有扎實的數(shù)學、物理學、電子學和計算機科學基礎。如果申請者有專業(yè)相關的論文發(fā)表，特別是在國際期刊上有論文發(fā)表，將大大增加被錄取的幾率。

2.相關實習與工作經(jīng)驗

在研究背景及經(jīng)歷有所欠缺的情況下，材料科學與工程相關領域內(nèi)的專業(yè)工作經(jīng)驗能夠起到很大的彌補作用。特別是申請者如果參與或從事過新材料研究設計、材料應用等實際工作，并能提交相應證明，也能獲得名校的青睞。在麻省理工學院、斯坦福大學等名校就讀的材料學研究生中，有60%左右的學生具有在IBM、Intel、波音等世界知名公司的相關領域實習或全職工作的經(jīng)驗。

3.合理選擇學位

與其他專業(yè)不同，材料科學與工程專業(yè)具有很強的實踐性，很多名校都開設了為期1~2年的工程碩士項目，如果申請者未來的計劃是從事應用領域的工作，可以選擇申請這些項目；如果未來的計劃是在大學任教或從事材料學方面的研究工作，那么材料學博士是理想的選擇。

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