學(xué)科簡介

材料科學(xué)與工程(Materials Science an 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。

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)常見的分支學(xué)科。具體分支方向及研究內(nèi)容請(qǐng)到申請(qǐng)學(xué)校官網(wǎng)查詢。

1、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，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。

2、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。

3、無機(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、硬度大在無機(jī)非金屬材料中應(yīng)用最廣泛。這幾年無機(jī)非金屬材料要比金屬材料發(fā)展迅速，尤其是陶瓷方面競爭比較激烈。

4、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。具體研究內(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。

5、電子、光學(xué)、磁性材料 Optical、Electronic an 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)方向競爭最激烈，由于現(xiàn)在社會(huì)朝微電子方向發(fā)展，所以就業(yè)前景非常樂觀。近年來這個(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)。

6、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(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。在研究過程中也會(huì)和仿生學(xué)相結(jié)合，比方說人造骨骼和人造肌肉。

7、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。

8、能源材料Energy Materials

主要研究太陽能電池、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、未來能源系統(tǒng)材料。應(yīng)用最為廣泛，也最常見的就是太陽能電池板了。

9、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。

給中國申請(qǐng)者的建議

在美國名校的材料科學(xué)與工程專業(yè)申請(qǐng)中,金屬材料和無機(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,競爭相對(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)來看也是最高的。綜合來說,中國申請(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)過的課程、做過的科研項(xiàng)目及取得的成果。近年來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,很多名校都開設(shè)了為期1~2年的工程碩士項(xiàng)目,如果申請(qǐng)者未來的計(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。

材料工程十大名校申請(qǐng)解讀

1、麻省理工學(xué)院

麻省理工學(xué)院的材料科學(xué)與工程研究在建校初已開始孕育,學(xué)院在1865年最早開設(shè)的課程中就包含了地質(zhì)、采礦和冶金等專業(yè)的內(nèi)容。該專業(yè)目前在讀研究生200余人,系內(nèi)精英云集,教學(xué)和科研實(shí)力雄厚。該系共有全職教授41人,其中11人為美國科學(xué)院院士,16人為美國工程院院士(其中九人為兩院院士)。

國際學(xué)生申請(qǐng)麻省理工學(xué)院材料科學(xué)與工程系需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT最低要求90分)或IELTS成績(最低要求5.5分)。需要指出的是,材料科學(xué)與工程系更偏好IELTS成績,預(yù)計(jì)在2011年申請(qǐng)結(jié)束后,其工程學(xué)碩士可能不再接受申請(qǐng)者提交TOEFL成績。其他需要提交的材料有:完整的申請(qǐng)表格、本科成績單、畢業(yè)證書與學(xué)位證書、三封推薦信、個(gè)人申請(qǐng)陳述和個(gè)人簡歷。申請(qǐng)截止日期為1月1日。申請(qǐng)費(fèi)為75美元。

網(wǎng)址:http://mse.mit.eu/

2、伊利諾伊大學(xué)巴納-尚佩恩分校

伊利諾伊大學(xué)巴納-尚佩恩分校材料科學(xué)與工程系成立于1987年,由原先的陶瓷工程系和冶金與采礦工程系合并而成。該系自創(chuàng)建以來,一直位居美國材料科學(xué)與工程專業(yè)排名前列。

材料科學(xué)與工程系目前擁有全職教授27人,在讀研究生160余人,設(shè)有生物材料(Biomaterials)、陶瓷材料(Ceramics)、電子材料(Electronic Materials)、金屬材料(metals)、高分子材料(Polymers)五大研究方向,可授予材料科學(xué)與工程碩士和博士學(xué)位。系內(nèi)還提供了與商學(xué)院合作開設(shè)的工商管理碩士(MBA)和材料科學(xué)與工程碩士/博士聯(lián)合學(xué)位項(xiàng)目。

國際學(xué)生申請(qǐng)伊利諾伊大學(xué)巴納-尚佩恩分校材料科學(xué)與工程系需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT最低要求79分)或IELTS成績(最低要求6.5分,各分項(xiàng)均不低于6.0分)。其他需要提交的材料有:完整的申請(qǐng)表格、本科成績單、畢業(yè)證書與學(xué)位證書、三封推薦信、個(gè)人申請(qǐng)陳述和個(gè)人簡歷。申請(qǐng)截止日期為1月10日。申請(qǐng)費(fèi)為75美元。

網(wǎng)址:http://www.matse.illinois.eu/

3、西北大學(xué)

西北大學(xué)材料科學(xué)與工程系正式成立于20世紀(jì)60年代,是世界上第一個(gè)獨(dú)立研究材料科學(xué)的系科。該系目前擁有核心全職教授29人,下設(shè)生物材料(Biomaterials)、設(shè)計(jì)與制造(Design an Manufacturing)、電子材料(Electronic Materials)、金屬與陶瓷材料(metals & Ceramics)、納米材料(Nanomaterials)、聚合材料(Polymeric Materials)、表面科學(xué)(Surface Science)、能源材料(Energy Materials)八個(gè)研究方向。

國際學(xué)生申請(qǐng)西北大學(xué)材料科學(xué)與工程系需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT最低要求100分)或IELTS成績(最低要求7.0分)。其他需要提交的材料有:完整的申請(qǐng)表格、本科成績單、畢業(yè)證書與學(xué)位證書、至少兩封推薦信、個(gè)人申請(qǐng)陳述和個(gè)人簡歷。申請(qǐng)截止日期為12月31日。申請(qǐng)費(fèi)為75美元。

網(wǎng)址:http://www.matsci.northwestern.eu/

4、加州大學(xué)圣巴巴拉分校

加州大學(xué)圣巴巴拉分校材料學(xué)系是前十名學(xué)校中唯一用“材料學(xué)”而不是“工程”來命名的系科。系內(nèi)目前擁有全職核心教授31人,下設(shè)四大專業(yè)方向:電子與光子材料(Electronic an Photonic Materials)、無機(jī)材料(Inorganic Materials)、高分子與生物分子材料(Macromolecular an Biomolecular Materials)、結(jié)構(gòu)材料(Structural Materials)。

國際學(xué)生申請(qǐng)加州大學(xué)圣巴巴拉分校材料學(xué)系需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT最低要求100分)或IELTS成績(最低要求7.0分)。其他需要提交的材料有:完整的申請(qǐng)表格、本科成績單、畢業(yè)證書與學(xué)位證書、三封推薦信、個(gè)人申請(qǐng)陳述和個(gè)人簡歷。申請(qǐng)截止日期為1月7日。申請(qǐng)費(fèi)為90美元。

網(wǎng)址:http://www.materials.ucsb.eu/

5、斯坦福大學(xué)

斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程系規(guī)模較小,目前擁有全職教授19人,設(shè)有高級(jí)材料特性(Avance Characterization)、生物材料(Biological Materials)、塊狀晶體生長(Bulk Crystal Growth)、計(jì)算材料科學(xué)(Computational Materials Science)、電子材料(Electronic Materials)、磁性材料(Magnetic Materials)、能源與環(huán)境應(yīng)用材料(Materials for Energy an Environmental Applications)、材料機(jī)械性能(Mechanical Behavior of Materials)、納米成型(Nanopatterning)、光學(xué)與光子材料(Optical an Photonic Materials)、有機(jī)聚合材料(Organic Polymer Materials)、形狀沉積制造(Shape Deposition Manufacturing)、薄膜沉積(Thin-Film Deposition)13個(gè)研究方向。

國際學(xué)生申請(qǐng)斯坦福大學(xué)材料科學(xué)與工程系需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT最低要求89分)。其他需要提交的材料有:完整的申請(qǐng)表格、本科成績單、畢業(yè)證書與學(xué)位證書、三封推薦信、個(gè)人申請(qǐng)陳述和個(gè)人簡歷。申請(qǐng)截止日期為12月1日。申請(qǐng)費(fèi)為125美元。

網(wǎng)址:http://mse.stanfor.eu/

6、加州大學(xué)伯克利分校

加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)與工程系目前在崗的全職教授近30人,主要研究領(lǐng)域包括以下五大方向:生物材料(Biomaterials),化學(xué)與電氣化學(xué)材料(Chemical an Electrochemical Materials),計(jì)算材料(Computational Materials),電子、磁性與光學(xué)材料(Electronic,Magnetic an Optical Materials),結(jié)構(gòu)材料(Structural Materials)。

伯克利分校材料科學(xué)與工程系的研究生具有獨(dú)特的組織形式。系內(nèi)由教授牽頭,針對(duì)不同的研究方向成立了25個(gè)研究小組,研究生可根據(jù)自己的興趣選擇參加不同的小組。這樣的教學(xué)方式鼓勵(lì)學(xué)生在學(xué)習(xí)系內(nèi)指定課程的同時(shí)積極參與各項(xiàng)科研活動(dòng),從而提升自身的研究能力。

國際學(xué)生申請(qǐng)加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)與工程系需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT最低要求68分,其中寫作部分最低18分、口語部分最低17分、聽力部分最低16分、閱讀部分最低17分)或IELTS成績(最低要求7.0分)。其他需要提交的材料有:完整的申請(qǐng)表格、本科成績單、畢業(yè)證書與學(xué)位證書、三封推薦信、個(gè)人申請(qǐng)陳述和個(gè)人簡歷。申請(qǐng)截止日期為12月10日。申請(qǐng)費(fèi)為90美元。

網(wǎng)址:http://www.mse.berkeley.eu/

7、密歇根大學(xué)安娜堡分校

密歇根大學(xué)安娜堡分校材料科學(xué)與工程系目前擁有全職教授25人,在讀學(xué)生約200人,該系下設(shè)生物醫(yī)學(xué)(Biomeical Materials)、電子材料(Electronic Materials)、能源材料(Energy Materials)、納米技術(shù)(Nanotechnology)、結(jié)構(gòu)材料(Structural Materials)五大研究方向,重點(diǎn)研究陶瓷(Ceramics)、金屬(metals)、合成材料(Composites)、納米材料(Nanomaterials)、半導(dǎo)體(Semiconuctors)和有機(jī)材料(Organic)等對(duì)象。

國際學(xué)生申請(qǐng)密歇根大學(xué)安娜堡分校材料科學(xué)與工程系需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT最低要求84分)或IELTS成績(最低要求6.5分)。其他需要提交的材料有:完整的申請(qǐng)表格、本科成績單、畢業(yè)證書與學(xué)位證書、三封推薦信、個(gè)人申請(qǐng)陳述和個(gè)人簡歷。申請(qǐng)截止日期為12月15日。申請(qǐng)費(fèi)為75美元。

網(wǎng)址:http://www.mse.engin.umich.eu/

8、康奈爾大學(xué)

康奈爾大學(xué)材料科學(xué)與工程系正式創(chuàng)建于1964年,目前擁有全職教授26人,在讀研究生80余人。下設(shè)能源與環(huán)境技術(shù)(Energy an Environmental Technology)、生物技術(shù)與生命科學(xué)(Biotechnology an Life Sciences)、納米技術(shù)(Nanotechnology)、信息與電信技術(shù)(Information an Telecommunications Technology)四大戰(zhàn)略研究領(lǐng)域,可授予工程學(xué)碩士(Master of Engineering)、理學(xué)碩士(Master of Science)和博士(Ph.D.)三類研究生學(xué)位。

國際學(xué)生申請(qǐng)康奈爾大學(xué)材料科學(xué)與工程系需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT聽、說、讀、寫成績分別不低于15分、22分、20分、20分)。其他需要提交的材料有:完整的申請(qǐng)表格、本科成績單、畢業(yè)證書與學(xué)位證書、三封推薦信、個(gè)人申請(qǐng)陳述和個(gè)人簡歷。需獎(jiǎng)學(xué)金的申請(qǐng)截止日期是1月2日,不需獎(jiǎng)學(xué)金的申請(qǐng)截止日期為4月1日。申請(qǐng)費(fèi)為70美元。

網(wǎng)址:http://www.mse.cornell.eu/

9、喬治亞理工學(xué)院

喬治亞理工學(xué)院設(shè)有獨(dú)立的材料科學(xué)與工程學(xué)院,學(xué)院最近剛剛和高分子、紡織與纖維學(xué)院合并,組成了目前美國高校中規(guī)模最大的材料科學(xué)與工程學(xué)院。合并后的新學(xué)院擁有全職教授近100人,目前設(shè)有生物材料(Biomaterials)、陶瓷材料(Ceramic Materials)、合成材料(Composites)、電子材料(Electronic Materials)、鐵電與磁性材料(Ferroelectric an Magnetic Materials)、材料特性(Materials Characterization)、材料合成與加工(Materials Synthesis an Processing)、金屬材料(metals)、建模與模擬(Moeling an Simulation)、分子光譜學(xué)(Molecular Spectroscopy)、高分子材料(Polymers)、流變學(xué)(Rheology)、結(jié)構(gòu)材料(Structural Materials)和表面特性(Surface Characterization)等研究方向。

國際學(xué)生申請(qǐng)喬治亞理工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT最低要求105分)。其他需要提交的材料有:完整的申請(qǐng)表格、本科成績單、畢業(yè)證書與學(xué)位證書、三封推薦信、個(gè)人申請(qǐng)陳述和個(gè)人簡歷。申請(qǐng)截止日期為1月15日。申請(qǐng)費(fèi)為50美元。

網(wǎng)址:http://www.mse.gatech.eu/

10、賓夕法尼亞州立大學(xué)

賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程系目前擁有全職教授30人,在讀本科生140人,在讀研究生180人。系內(nèi)設(shè)有生物材料(Biomaterials)、燃料電池與新材料(Fuel Cells an Smart Materials)、納米材料(Nanoscale Materials)、計(jì)算材料科學(xué)(Computational Materials Science)和設(shè)計(jì)(Design)等研究方向。

國際學(xué)生申請(qǐng)賓夕法尼亞州立大學(xué)材料科學(xué)與工程系需要提交GRE成績、TOEFL成績(iBT最低要求80分,其中口語部分不低于19分)或IELTS成績(最低要求6.5分)。其他需要提交的材料有:完整的申請(qǐng)表格、本科成績單、畢業(yè)證書與學(xué)位證書、三封推薦信、個(gè)人申請(qǐng)陳述和個(gè)人簡歷。申請(qǐng)截止日期為1月15日。申請(qǐng)費(fèi)為65美元。

網(wǎng)址:http://www.matse.psu.eu/

就業(yè)前景

材料工程專業(yè)的就業(yè)范圍十分廣泛，材料科學(xué)家，研究所職員，公務(wù)員，鋼鐵廠職員，航空航天單位職員，新材料公司職員，紡織行業(yè)工作者，化學(xué)家，或者利用自身的理工科知識(shí)儲(chǔ)備和思維素質(zhì)，跨專業(yè)做管培生，四大會(huì)計(jì)師事務(wù)所職員，教育工作者等。

【微語】我在遙遠(yuǎn)的家鄉(xiāng),望著星空,想象你在異鄉(xiāng)的生活,心中滿是牽掛與祝福。