美国研究生材料科学专业申请解析

材料科学与工程(Materials Sciences and Engineering)是理工科申请几大热门专业之一，但比起电子工程，计算机科学，物理，化学这些学科来说，申请人数要少很多，在美国的大学里，材料专业并不是十分普及，只有偏重工程类的院校才设有这个专业。但是，因此申请难度要相对低一些，就业竞争小一些，发展前景非常被看好。

材料科学与工程是一个多学科领域，涉及物质的性质及其在各个科学和工程领域的应用。它是研究材料的制备或加工工艺、材料的微观结构与材料宏观性能三者之间的相互关系的科学。涉及的理论包括固体物理学、材料化学、应用物理和化学以及化学工程、机械工程、土木工程和电机工程。美国材料科学与工程专业作为一个交叉性极强的专业，大致可分为以下五类：计算机材料科学、无机非金属材料、金属材料、高分子材料、电子，光学与磁性材料。

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学科分支

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。

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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。

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，又从细分到综合的科学发展普遍规律，也体现了社会需求与材料科学与工程学科专业结构、人才素质之间的相互作用关系。

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申请条件及建议

美国名校的材料科学与工程专业申请过程中,金属材料和无机非金属材料属于传统意义上的材料学方向,而高分子材料在业界发展十分迅速,申请者数量要较前两者多,竞争相对激烈。电子信息材料则是目前材料科学中的热门方向,尤其是半导体等材料发展异常迅猛,在美国和世界各地的就业前景均十分光明,因此申请难度相对来看也是最高的。

硬件要求

GPA达到80，GRE达到300，IBT达到80，可以定位在美国前100的学校；GPA达到85，GRE达到310，IBT达到90以上，可以定位在美国综合排名前50的学校；如果希望申请TOP30甚至TOP10的学校，GPA需要达到85以上，GRE达到315以上，IBT达到100以上。以上排名均以US NEWS给出的美国大学综合排名为准。当然，以上的学校划分是按照通常的理工类专业分数要求给出的一般标准，毕竟还是有一些学校是有自己独特的录取要求的。

软件要求

1.专业背景

专业背景是决定申请材料科学与工程专业成败的关键。美国材料科学与工程专业非常注重申请者之前的本科阶段学习过的课程、做过的科研项目及取得的成果。近年来被录取的新生均具有扎实的数学、物理学、电子学和计算机科学基础。如果申请者有专业相关的论文发表,特别是在国际期刊上有论文发表,将大大增加被录取的几率。

2.相关实习与工作经验

在研究背景及经历有所欠缺的情况下,材料科学与工程相关领域内的专业工作经验能够起到很大的弥补作用。特别是申请者如果参与或从事过新材料研究设计、材料应用等实际工作,并能提交相应证明,也能获得名校的青睐。在麻省理工学院、斯坦福大学等名校就读的材料学研究生中,有60%左右的学生具有在IBM、Intel、波音等世界知名公司的相关领域实习或全职工作的经验。

申请建议

与其他专业不同,材料科学与工程专业具有很强的实践性,很多名校都开设了为期1~2年的工程硕士项目,如果申请者未来的计划是从事应用领域的工作,可以选择申请这些项目;如果未来的计划是在大学任教或从事材料学方面的研究工作,那么材料学博士是理想的选择。

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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。

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学校推荐

1.麻省理工学院

Massachusetts Institute of Technology

麻省理工学院的材料科学与工程研究在建校初已开始孕育,学院在1865年最早开设的课程中就包含了地质、采矿和冶金等专业的内容。该专业目前在读研究生200余人,系内精英云集,教学和科研实力雄厚。该系共有全职教授41人,其中11人为美国科学院院士,16人为美国工程院院士(其中九人为两院院士)。

国际学生申请麻省理工学院材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求90分)或IELTS成绩(最低要求5.5分)。需要指出的是,材料科学与工程系更偏好IELTS成绩。

2.西北大学

Northwestern University

西北大学材料科学与工程系正式成立于20世纪60年代,是世界上第一个独立研究材料科学的系科。该系目前拥有核心全职教授29人,下设生物材料(Biomaterials)、设计与制造(Design and Manufacturing)、电子材料(Electronic Materials)、金属与陶瓷材料(Metals & Ceramics)、纳米材料(Nanomaterials)、聚合材料(Polymeric Materials)、表面科学(Surface Science)、能源材料(Energy Materials)八个研究方向。

国际学生申请西北大学材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求100分)或IELTS成绩(最低要求7.0分)。

3.斯坦福大学

Stanford University

斯坦福大学材料科学与工程系规模较小,目前拥有全职教授19人,设有高级材料特性(Advanced Characterization)、生物材料(Biological Materials)、块状晶体生长(Bulk Crystal Growth)、计算材料科学(Computational Materials Science)、电子材料(Electronic Materials)、磁性材料(Magnetic Materials)、能源与环境应用材料(Materials for Energy and Environmental Applications)、材料机械性能(Mechanical Behavior of Materials)、纳米成型(Nanopatterning)、光学与光子材料(Optical and Photonic Materials)、有机聚合材料(Organic Polymer Materials)、形状沉积制造(Shape Deposition Manufacturing)、薄膜沉积(Thin-Film Deposition)13个研究方向。

国际学生申请斯坦福大学材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求89分)。

4.加州大学圣芭芭拉分校

University of California, Santa Barbara

加州大学圣芭芭拉分校材料学系是前十名学校中唯一用“材料学”而不是“工程”来命名的系科。系内目前拥有全职核心教授31人,下设四大专业方向:电子与光子材料(Electronic and Photonic Materials)、无机材料(Inorganic Materials)、高分子与生物分子材料(Macromolecular and Biomolecular Materials)、结构材料(Structural Materials)。

国际学生申请加州大学圣芭芭拉分校材料学系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求100分)或IELTS成绩(最低要求7.0分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为1月7日。申请费为90美元。

5.加州大学伯克利分校

University of California, Berkeley

加州大学伯克利分校材料科学与工程系目前在岗的全职教授近30人,主要研究领域包括以下五大方向:生物材料(Biomaterials),化学与电气化学材料(Chemical and Electrochemical Materials),计算材料(Computational Materials),电子、磁性与光学材料(Electronic, Magnetic and Optical Materials),结构材料(Structural Materials)。

伯克利分校材料科学与工程系的研究生具有独特的组织形式。系内由教授牵头,针对不同的研究方向成立了25个研究小组,研究生可根据自己的兴趣选择参加不同的小组。这样的教学方式鼓励学生在学习系内指定课程的同时积极参与各项科研活动,从而提升自身的研究能力。

国际学生申请加州大学伯克利分校材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求68分,其中写作部分最低18分、口语部分最低17分、听力部分最低16分、阅读部分最低17分)或IELTS成绩(最低要求7.0分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为12月10日。申请费为90美元。

6.康奈尔大学

Cornell University

康奈尔大学材料科学与工程系正式创建于1964年,目前拥有全职教授26人,在读研究生80余人。下设能源与环境技术(Energy and Environmental Technology)、生物技术与生命科学(Biotechnology and Life Sciences)、纳米技术(Nanotechnology)、信息与电信技术(Information and Telecommunications Technology)四大战略研究领域,可授予工程学硕士(Master of Engineering)、理学硕士(Master of Science)和博士(Ph.D.)三类研究生学位。

国际学生申请康奈尔大学材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT听、说、读、写成绩分别不低于15分、22分、20分、20分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。需奖学金的申请截止日期是1月2日,不需奖学金的申请截止日期为4月1日。申请费为70美元。