美国材料科学与工程专业申请解读

　　材料科学与工程专业是以材料学、化学、物理学为基础，系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能，并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。该专业培养具备包括金属材料、无机非金属材料、高分子材料等材料领域的科学与工程方面较宽的基础知识，能在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作，适应经济发展的高层次、高素质全面发展的科学研究与工程技术人才。材料其实是一门高度交叉的学科，所涉及的理论包括固体物理学，材料化学，与电子工程结合，则衍生出电子材料，与机械结合则衍生出结构材料，与生物学结合则衍生出生物材料等。

　　材料学是一门对材料深入探究的学科，你会学到材料的结构和属性，以及他们之间的关系;你会了解是什么控制和影响材料的内部结构，以及改变它们的过程。你会学习到为何材料会是这样的是一个研究方向，材料是如何处理的则是另一个研究方向;同样你需要学习如何制造新的材料，以及现有的材料的多种用途，学习大量的物理和化学知识，还有繁多的实验室工作。你要明白如何把数学应用到专业学习中，并用你新学到的技能来解决大量的问题。通信技术、计算机工业和生物技术只是众多行业中需要材料科学家和工程师中的一些。通过该专业的学习，你会精于鉴别、定性、生产、设计和处理许多我们日常生活中使用的材料。康奈尔大学建议我们生活在“材料时代”，所以你的专业学习会引领你找到一份不错的工作。

　　材料科学的分支方向

　　材料科学可按多种方法进行分类：

　　• 按物理化学属性分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料

　　• 按用途分为电子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料

　　• 实际应用中又常分为结构材料和功能材料

　　金属材料方向：金属材料是最传统的材料如钢铁材料、非晶态合金、结构金属材料、功能金属，主要研究它们的微观结构对材料力学和物理性能影响，合金中不同成份比例对材料硬度、韧性、拉伸强度的影响。主要课程有当代材料、材料科学和工程介绍、金属处理、粉末冶金、腐蚀与防护等。

　　无机非金属材料方向：无机非金属材料是三大基础材料之一，主要研究水泥、玻璃、光导纤维、非金属矿、绝缘材料、功能陶瓷如压电陶瓷等。由于陶瓷材料耐高温、耐磨、硬度大，因此在无机非金属材料中应用最广泛。

　　计算材料科学方向：主要是利用 Monte Carlo 模拟以及分子动力学的方法进行材料结构，特性的模拟和理论计算，材料热力学和动力学过程的模拟，超大大分子材料的理论计算，复杂材料的统计力学计算等等。主要是理论方面的研究，需要有数学、线性代数、统计学的背景。课程设置有材料原理、混乱和损坏理论、量子力学与分子动态仿真、仿真和纳米模型系统、计算机模型、完整的微电子器件装置。

　　高分子材料方向：研究内容包括生物材料，导电高分子材料，生物高分子材料，自组织生物材料，水溶胶以及高分子材料的制备以及高分子材料加工-形貌-特性的关系的研究。

　　电子、光学、磁性材料方向：主要研究光学与光谱学、液晶、聚合物二级管、光电池和光子晶体、半导体材料和装置、磁存储器、磁性薄膜及磁性发电机装置、压电晶体的表面和界面特性。主要课程有量子力学、材料化学、势力学及阶段均衡、结构固定的缺点、材料的机械性能、电子学、热力学、非结晶固定、高分子物理、材料成像、电子电磁材料。

　　材料科学发展的新兴方向：最近十几年，材料科学的发展具有高度交叉的特点，很多从事材料研究的学者都来自物理，化学，生物，电子工程等不同的背景。目前最尖端的材料研究领域是纳米材料、纳米复合材料、生物材料、能源材料等等。这些材料都是最近几年开始迅猛发展，申请难度比较大，需要申请者有很好的物理、生物、化学背景，但是就业非常好，可以去制药厂、医疗器材、国防机构等。

　　总体上看，一般偏理论和传统的学科是比较好申请的，应用方面、新兴热门是比较难申请的，比如金属材料、材料计算科学相对来说比较好申请，而无机非金属材料、电子、光学材料、高分子材料是比较难申请的。

　　美国有材料科学的大学分别有自己不同的特点，从名称上看都叫材料科学与工程，但实际上不同的学校研究的方向和侧重点有很大的差别，不同学术背景的申请者应该选择适合自己的学校申请。下面，兆龙留学对美国开设材料科学与工程的学校进行分类说明：

　　1. 综合材料类：

　　这类学校是指上述所有领域的研究方向全部包括，这些学校的综合排名和专业排名都非常高，因此申请难度比较大，如加州大学伯克利分校(UCB)、伊利诺伊大学-香槟分校(UIUC)、麻省理工学院，西北大学，宾州州立大学，佐治亚理工学院，康奈尔大学等等。

　　2. 偏重金属材料方向的学校：

　　这类学校的材料科学与工程系主要偏重粉末冶金，凝固与铸造，合金相变，磁性材料的性能与制备，材料的力学性能等。这类学校适合那些从事传统金属材料学习和研究的申请者。

　　这类学校主要有：田纳西大学，密歇根理工大学，新墨西哥矿业与技术学院，康涅狄格大学，

　　密苏里大学罗拉分校，普渡大学，凯斯西储大学，密歇根州立大学，奥本大学，伍斯特理工学院等。

　　3. 偏重于高分子类材料的学校：

　　这类学校适合那些在中国从事高分子材料或者化学、化工背景的申请者。这类学校有：佛吉尼亚大学，特拉华大学，加州大学-戴维斯分校，克莱蒙森大学，纽约州立大学-石溪分校等。

　　4. 高度交叉类的学校：

　　偏重于新兴纳米材料，半导体材料，纳米光电子材料的学校。这类学校材料系研究的都是非常前沿的课题，他们的课题和教授都和其他的院系有非常紧密的联系，充分体现了当前材料研究的高度交叉性。

　　普林斯顿大学：专门有普林斯顿材料研究院 PRISM，主要从事纳米光电子，纳米量子材料器件的研究，申请者不仅要有扎实的材料基础，同时还必须有非常强的物理电子学背景，申请的难度很大。

　　加州大学圣地亚哥分校： 这个学校的材料系是不同的院系组合起来的，没有专门的材料系的 faculty，几乎所有的项目都来自不同的院系。这样的材料系适合具有物理，化学，电子工程等专业背景，并偏重材料研究的申请者，对于专门学习材料专业的申请者不是非常合适。

　　哥伦比亚大学：材料系是固体物理系和地质科学与采矿系共同组建的，主要从事半导体材料的研究，偏重于从固体物理的角度研究材料的特性，因此比较适合物理背景的申请者。材料系的申请者物理基础比较单薄，申请比较困难。

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