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美国大学材料科学与工程简介（世毕盟留学）一、材料科学与工程专业介绍材料科学与工程（Materials Science & Engineering）是研究材料制备、结构、性能、加工的学科，材料学是一个交叉学科。美国材料科学与工程专业涉及物理、化学、生物等，它以材料学、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。美国材料科学与工程专业与电子工程结合，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等。随着近年来媒体将注意力大量集中在纳米科学和纳米技术上，材料科学在许多大学被推到了最前沿。它也是工程鉴定和破坏分析中的一个重要组成部分。二、学位设置在美国大学中，材料科学与工程专业一般是在工程学院下，有独立的Department。之前说过其学位设置每个学校会有所不同，大体可以分为两种情况：一是只开设MS和PHD学位，这里的MS学位通常是针对就业的Professional学位；另一种则是开设有常规的MS, MEng和PHD学位，MS通常是两年，以授课为主，侧重学术，毕业后可以选择就业也可继续攻读PHD学位；而MEng则是一年，主要针对就业，更侧重于实践。值得注意的是，有不少学校只对国际生开设PHD课程，即使有MS学位的开设，招收国际学生的数量很少。三、常见的课程设置Thermodynamics of materialsIntroduction to materialsKinetics of materialsPhysical metallurgyProcessing and properties of ceramicsCompositesFundamentals of polymersPolymer processingMechanical behavior of solidsMaterials engineering designMaterials characterization laboratoryEngineering computational laboratoryDegradation of materialFailure analysisPhase equilibriaSenior design project四、专业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。1.金属材料 Metallic Materials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，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。这个方向比较传统，竞争不太激烈，要求在国内大学里有金属材料的背景。就业方向是在钢铁公司、冶金、机械、军工、航空航天、仪表等行业的公司。2.计算材料科学 Computational Materials Science主要用计算机模拟以及分子动力学的方法进行材料结构、特征模拟、复杂材料的统计力学、大分子材料理论。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。申请人较少，Ph.D.学习难度大，完成学位时间长，一般需要6年的时间，甚至有些课题需要7年，就业一般是去大学任教继续从事理论方面的研究。 3.无机非金属材料 Ceramic Materials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，由于陶瓷材料耐高温、耐磨、硬度大在无机非金属材料中应用最广泛。这几年无机非金属材料要比金属材料发展迅速，尤其是陶瓷方面竞争比较激烈。主要课程有工程力学、材料科学、工程材料介绍机械制图、陶瓷材料介绍等。将来就业可以去建设单位、设计院、研究所、建筑施工及管理企业、质检机构。4.高分子材料 Polymer Materials主要研究橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料以及这些材料的制备、表征、加工、形貌、特性。主要课程有当代材料、材料选择、聚合物科学和工程介绍、高分子合成介绍、高分子材料、高分子物理、高分子化学。近些年高分子材料发展迅速应用到生活中的各个领域，高分子材料发展时间不长，所以研究成果多，申请难度比较大，对于硕士毕业申请Ph.D.的，美国教授主要看重的是研究经历、论文发表。对于直接从本科毕业申请Ph.D.的，在保持硬件好的条件下，尽量多去参加一些项目和学术交流，为personal statement和Curriculum Vitae积累素材，至于奖学金，Ph.D.的拿奖率大于Master，但是学习时间会比较长，不过这个专业的回报率还是比较高的。就业可以在研究所、设计院、日化公司、汽车、电子电气、航空航天等企业。5.电子、光学、磁性材料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。这个方向竞争最激烈，由于现在社会朝微电子方向发展，所以就业前景非常乐观，可以去电子业、研究机构、汽车等行业。6.新兴材料 主要包括纳米材料、纳米复合材料、生物材料、能源材料，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。五、学位选择对于大多数的学生来说选择硕士还是博士学位申请，是一个经常困扰大家的问题。首先，申请者应该明确自己的留学需求，如果要做学术科研，PHD一定是必经之路，硕士两年的学习是远远达不到需求的，特别是材料科学这种偏重学术研究的专业，只有常年在实验室和faculty工作，才能接触到更前沿的学术成果。所以，有不少的学校在MSE专业的学位设置时明确只招收PHD，即使有MS学位通常也不太会招收国际生。另外，据海外学生反馈的情况来看，如果是材料的MS，找工作的机会也是很小的，单纯的上一年或是两年课，对找工作帮助会很小。当然，并不是说申请材料专业的只能读PHD，还是有相当多的院校是开设了MS、PhD甚至是Meng项目的。然而，还是会有一些学校MSE系的MS项目不收国际学生，只招美国人，有的甚至只是挂个名，压根就不开班。所以想申MSE硕士的同学申请前务必确认所选的学校是否会招MSE国际硕士以及招收的人数情况，否则哪怕你硬件再硬，也是枉然。以下是据不完全统计的MSE招收硕士学生的情况，仅供参考：已知的不收国际MSE的MS的大学名单：PSU、OSU、Delaware、VT、WISC、RPI、Purdue、UCB、UT-A、UMN、Gatech、Drexel、UCSB、Lehigh、UConn、NCSU、TAMU、UIUC、Kentucky、UMD已知的招收国际MSE的MS的大学名单：CMU、UFL、Upenn、SUNY-SB、Cornell、WSU (Washington State U)、WPI、ASU、USC、Rochester、ISU (Iowa State University，据悉他家MSE的MS录取时没奖，但是基本上一年后最差也能弄个半奖，好一点的能得个全奖)、Stevens、Stanford、UCI、Northwestern、UCincin、Columbia、UPitt、UCLA从一些学校的MSE系对国际学生只开放PhD项目的情况来看，MSE在美国是一门偏研究的学科，与实际应用有一定的差距。像纳米材料、超导材料甚至很多陶瓷材料等，研究这些方向的学生毕业了大部分会选择做faculty。对于大部分人而言，进入工业界还是首选。所以，对于MSE专业想申MS的同学，可以考虑转专业申请。至于可转的专业，如果喜欢polymer或材料合成之类的，可以转申ChE甚至Petroleum Engineering，事实上有不少的学校材料与化工是在一起的；如果喜欢材料成型、铸锻焊、Materials Processing之类的，可以转申ME；如果是搞材料物理的，可以转申EE下面的半导体器件或solid state electronics等等；如果是搞数值模拟、计算材料学的，可以转申CS。转到这些相关方向的目的在于，一是这些可转申的专业比MSE更容易就业，二是由于它们相对于MSE更偏向于应用，一般都会招收国际MS学生。其实只要确定学校的MS项目肯收人，我们就已经成功了一半，因为现在的大多数自费MS真的挺水的，只要硬件达标，就基本会被录取。另外，对于MSE专业，想申PhD的学生，也建议不要只把眼光放在MSE系。这几年，国内学MSE的学生实在太多了，申请的人数也日益增多，再加上最近美国MSE的funding很紧张，使得MSE的offer比较难拿。大家可以充分利用MSE专业interdisciplinary的特点，考虑一下近似专业的offer。六、就业前景现在的材料科学与工程学科是多学科性的，由于材料的应用越来越广泛，并渗透到各行业，许多领域都与材料的制备、性质、应用等密切相关，使得材料成为机械、电子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通运输、信息科技等行业的基础，并与这些相关学科交叉发展。由此，使得材料工程专业就业十分广泛，可在政府经济管理部门或建设单位、设计单位、建筑施工企业、工程建设监理单位、房地产开发企业、工程咨询公司、国际工程公司、投资与金融等单位从事工程管理等工作，也可在高等学校或科研机构从事相关专业教学或科研工作。随着材料工程技术的迅猛发展，材料已经不仅在种类上得到拓展，而且在包括光、声、电、磁、力、超导，以及超强、超硬、耐高温等机能与性能上获得极大的扩展与深度发掘。此类新材料的出现，推进了高技术产品的智能化与微型化，从而极大地影响着人类的现代生活、社会结构与文化价值。新材料与新能源，以及新材料与新能源中的高新技术的发展，正在极大地丰富着人类的物质与精神生活。现在的材料科学与工程学科是多学科性的，由于材料的应用越来越广泛，并渗透到各行业，许多领域都与材料的制备、性质、应用等密切相关，使得材料成为机械、电子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通运输、信息科技等行业的基础，并与这些相关学科交叉发展。学生毕业后可到高分子材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、汽车、家用电器、电子电气、航空航天等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作，也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作，还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。我国新兴材料起步较晚，但近年来发展很快，呈逐年上升的趋势，与世界发达国家水平相比，我国高分子材料的品种、产量、制造工艺、技术水平和人均消耗量均存在非常大的差距，研究能力比发达国家落后近10年，产业化能力比发达国家落后近20年。由此可见，我国材料产业的研究力量和技术水平都还比较落后，急需具有开阔视野，有很强的工程实践能力，勇于探索，具有吃苦耐劳精神，有创新思维、创新能力高素质人才。从我国材料发展可以看出，材料科学与工程发展过程正遵循着从宽广到细分，又从