美國(guó)留學(xué) 材料與工程專業(yè)描述及申請(qǐng)建議

材料科學(xué)與工程是最近美國(guó)研究生申請(qǐng)的熱門專業(yè)，其申請(qǐng)人數(shù)雖然不及電氣工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)等科目，但申請(qǐng)人數(shù)一直在上升。下面為大家介紹一下美國(guó)留學(xué)材料與工程專業(yè)描述及申請(qǐng)建議，希望能夠?qū)Υ蠹矣兴鶇⒖肌?/p>

一、美國(guó)留學(xué)材料與工程專業(yè)學(xué)科簡(jiǎn)介

材料科學(xué)與工程(Materials Science and Engineering)是一個(gè)多學(xué)科領(lǐng)域，涉及物質(zhì)的性質(zhì)及其在各個(gè)科學(xué)和工程領(lǐng)域的應(yīng)用。它是研究材料的制備或加工工藝、材料的微觀結(jié)構(gòu)與材料宏觀性能三者之間的相互關(guān)系的科學(xué)。涉及的理論包括固體物理學(xué)，材料化學(xué)，應(yīng)用物理和化學(xué)，以及化學(xué)工程，機(jī)械工程，土木工程和電機(jī)工程。

與電子工程結(jié)合，則衍生出電子材料，與機(jī)械結(jié)合則衍生出結(jié)構(gòu)材料，與生物學(xué)結(jié)合則衍生出生物材料等等。隨著近年來(lái)媒體將注意力大量集中在納米科學(xué)和納米技術(shù)上，材料科學(xué)在許多大學(xué)被推到了最前沿。它也是法醫(yī)工程和失效分析中的一個(gè)重要組成部分。

二、美國(guó)留學(xué)材料與工程專業(yè)學(xué)科分支

材料科學(xué)可按多種方法進(jìn)行分類。每個(gè)學(xué)校的研究側(cè)重點(diǎn)也各有不同，下面我們?yōu)榇蠹医榻B幾個(gè)常見(jiàn)的分支學(xué)科。具體分支方向及研究?jī)?nèi)容請(qǐng)到申請(qǐng)學(xué)校官網(wǎng)查詢。

高分子材料 Polymer Materials

主要研究導(dǎo)橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)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(yīng)用到生活中的各個(gè)領(lǐng)域，高分子材料發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，研究成果多，申請(qǐng)難度比較大，專業(yè)的回報(bào)率還是比較高的。

高分子材料的應(yīng)用十分廣泛，比方說(shuō)輪胎、液晶電視、甚至防彈衣、航天飛機(jī)上都能用到高分子材料。值得注意的是：化學(xué)工程專業(yè)下也有高分子方向，化學(xué)背景的學(xué)生有相關(guān)的課程背景也是可以申請(qǐng)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(jié)構(gòu)金屬材料、功能金屬，它們的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料力學(xué)和物理性能影響，合金中不同成份比例對(duì)材料硬度、韌性、拉伸強(qiáng)度的影響?，F(xiàn)在對(duì)于金屬材料的研究多與納米材料以及復(fù)合材料相結(jié)合。注意：國(guó)內(nèi)冶金材料專業(yè)的學(xué)生比較適合學(xué)習(xí)金屬材料方向或材料加工方向，但是材料加工方向的設(shè)置相對(duì)較少。

無(wú)機(jī)非金屬材料 Ceramic Materials

主要研究水泥、玻璃、光導(dǎo)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(wú)機(jī)非金屬材料中應(yīng)用最廣泛。這幾年無(wú)機(jī)非金屬材料要比金屬材料發(fā)展迅速，尤其是陶瓷方面競(jìng)爭(zhēng)比較激烈。

計(jì)算材料科學(xué) Computational Materials Science

這是一種工程技術(shù)手段，主要用計(jì)算機(jī)模擬以及分子動(dòng)力學(xué)的方法進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)、特征模擬、復(fù)雜材料的統(tǒng)計(jì)力學(xué)、大分子材料理論。具體研究?jī)?nèi)容例如：電子結(jié)構(gòu)和焊接、原子協(xié)議、電子材料的缺點(diǎn)及微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)和位相轉(zhuǎn)變、光子及電子機(jī)械內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。該方向?qū)τ趯W(xué)生的課程背景(計(jì)算機(jī)課程)要求比較嚴(yán)格，且必須要有相關(guān)的項(xiàng)目背景。

電子、光學(xué)、磁性材料 Optical、Electronic and Magnetic Materials

主要研究光學(xué)與光譜學(xué)、液晶、聚合物二級(jí)管、光電池和光子晶體、半導(dǎo)體材料和裝置、磁存儲(chǔ)器、磁性薄膜及磁性發(fā)電機(jī)裝置、壓電晶體的表面和界面特性。這個(gè)方向競(jìng)爭(zhēng)最激烈，由于現(xiàn)在社會(huì)朝微電子方向發(fā)展，所以就業(yè)前景非常樂(lè)觀。近年來(lái)這個(gè)方向申請(qǐng)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(shè)置，如果學(xué)生的電氣工程背景，課程中有材料相關(guān)課程，且有光電材料方面的項(xiàng)目，可以考慮申請(qǐng)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(wú)機(jī)材料的合成、有機(jī)和生物材料化學(xué)、材料加工、材料熱力學(xué)、生物應(yīng)用材料、分子細(xì)胞和生物力學(xué)、材料力學(xué)和生物材料、材料成像。在研究過(guò)程中也會(huì)和仿生學(xué)相結(jié)合，比方說(shuō)人造骨骼和人造肌肉。

納米材料Nano Materials

主要研究量子力學(xué)、材料的機(jī)械性能、納米科學(xué)與工程、端口的納米機(jī)械和納米生物技術(shù)、納米結(jié)構(gòu)材料、納米材料、納米材料的加工。納米材料也是屬于回報(bào)率比較高的一個(gè)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(yáng)能電池、能量貯存、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境材料選擇、高級(jí)能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)、固態(tài)元件和能量轉(zhuǎn)換、材料的能量貯存、能量和材料制定政策、未來(lái)能源系統(tǒng)材料。應(yīng)用最為廣泛，也最常見(jiàn)的就是太陽(yáng)能電池板了。

復(fù)合材料Composite materials

復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過(guò)物理或化學(xué)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(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)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(guó)留學(xué)材料與工程專業(yè)申請(qǐng)建議

在美國(guó)名校的材料科學(xué)與工程專業(yè)申請(qǐng)中，金屬材料和無(wú)機(jī)非金屬材料屬于傳統(tǒng)意義上的材料學(xué)方向，而高分子材料在業(yè)界發(fā)展十分迅速，申請(qǐng)者數(shù)量要較前兩者多，競(jìng)爭(zhēng)相對(duì)激烈。電子信息材料則是目前材料科學(xué)中的熱門方向，尤其是半導(dǎo)體等材料發(fā)展異常迅猛，在美國(guó)和世界各地的就業(yè)前景均十分光明，因此申請(qǐng)難度相對(duì)來(lái)看也是最高的。綜合來(lái)說(shuō)，中國(guó)申請(qǐng)者在申請(qǐng)這些名校時(shí)，需要注意以下幾個(gè)方面:

1.專業(yè)背景

專業(yè)背景是決定申請(qǐng)材料科學(xué)與工程專業(yè)成敗的關(guān)鍵。美國(guó)材料科學(xué)與工程專業(yè)非常注重申請(qǐng)者之前的本科及研究生階段學(xué)習(xí)過(guò)的課程、做過(guò)的科研項(xiàng)目及取得的成果。近年來(lái)被錄取的新生均具有扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理學(xué)、電子學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)。如果申請(qǐng)者有專業(yè)相關(guān)的論文發(fā)表，特別是在國(guó)際期刊上有論文發(fā)表，將大大增加被錄取的幾率。

2.相關(guān)實(shí)習(xí)與工作經(jīng)驗(yàn)

在研究背景及經(jīng)歷有所欠缺的情況下，材料科學(xué)與工程相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚱鸬胶艽蟮膹浹a(bǔ)作用。特別是申請(qǐng)者如果參與或從事過(guò)新材料研究設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用等實(shí)際工作，并能提交相應(yīng)證明，也能獲得名校的青睞。在麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)等名校就讀的材料學(xué)研究生中，有60%左右的學(xué)生具有在IBM、Intel、波音等世界知名公司的相關(guān)領(lǐng)域?qū)嵙?xí)或全職工作的經(jīng)驗(yàn)。

3.合理選擇學(xué)位

與其他專業(yè)不同，材料科學(xué)與工程專業(yè)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性，很多名校都開(kāi)設(shè)了為期1~2年的工程碩士項(xiàng)目，如果申請(qǐng)者未來(lái)的計(jì)劃是從事應(yīng)用領(lǐng)域的工作，可以選擇申請(qǐng)這些項(xiàng)目；如果未來(lái)的計(jì)劃是在大學(xué)任教或從事材料學(xué)方面的研究工作，那么材料學(xué)博士是理想的選擇。

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