美国材料专业解析（上）

专业简介
材料科学，又名为材料工程，涉及物质的性质及其在各个科学和工程学领域的整合应用，是一个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跨领域学科。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。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上，材料科学在科学与工程学领域越来越广为人知。它也是鉴识科学和破坏分析中的一个重要组成部分，以后者为例，它是分析各种飞航意外的关键。今日科技上的问题受限于材料能够容许的极限，也因此，在此领域的突破在未来科技具有指标性的影响。材料科学有着广泛的应用前景，因此被国际学术界誉为21世纪最有前途的学科。

中国和美国材料学差别有多大呢？
首先，从总体上看，美国的材料学教学和研究领先于中国的材料学教育与研究大约50年左右。其次，从教学内容上看，中国材料学的教学更加注重理论学习，实际操作经验较少，国内使用教材大多是从国外教科书翻译。理论学习中实验机会较少，主要分为材料加工，材料物理和化学三个教学方向。其中科研中常见方向包括但是不限于功能材料、铸造和耐磨材料、表面表面强化与器件制造、焊接研究、新材料、工程材料、材料强度研究。而美国材料学在本科学习过程中，更加注重实际操作经验, 本科学习期间理论和实践结合很密切。比如会用软件设计模型，用软件模拟铸造过程中可能产生的缺陷，然后进行实际操作，另外更加注重实习。

专业方向
材料科学可按多种方法进行分类。每个学校的研究侧重点也各有不同，下面我们介绍几个常见的分支学科。

以下是材料学常见的一些研究方向：

1.金属材料metallic materials
材料领域最古老最传统的方向，主要学习包括金属和以金属为基的合金，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。

这个方向是材料领域最古老最传统的方向，美国风气偏新材料而非传统材料，所以申请美国竞争不是很激烈，对gpa 以及gt 成绩的要求不是很高，申请者一般都是国内大学金属材料及相关专业的学生，即使学校一般，gpa 3.0 左右，toefl 90 左右，gre 310 左右，一般都可以获得top100 学校的录取。该方向申请人数不多，就业方向基本有二：金属材料的科研领域，留在实验室或做老师；进工业界做技术人员，如钢铁公司、冶金、机械、军工、航空航天、仪表等行业。金属材料在美国的就业前景比陶瓷材料要好很多，社会实用性强，就业前景比较乐观。

2.高分子材料和聚合物polymer
高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一，高分子材料已广泛应用到电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等各个领域。研究内容包括活性聚合、新材料的合成与开发、聚合物结构与性能、反应性加工、先进复合材料及应用、超细材料及纳米材料、生物材料、新型功能材料、化学建材和化学纤维等。

高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一，高分子材料已广泛应用到电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等各个领域。最近几年高分子材料的发展非常迅速，有很多美国大学都在高分子的研究领域投入了巨大的科研力量，这个领域不像金属材料，经过上百年的发展已经到了非常成熟的地步。高分子的兴起才几十年，研究成果层出不穷，高分子导电，软光刻技术的发展对电子工业的发展起到了巨大的推动作用。

这个方向的竞争还是比较大的。一般来说需要有物理或者化学以及跟高分子交叉的专业背景，平均分情况是：gpa >3.4, gre q>160, toefl>88﹙美国牛校会比平均分高﹚。研究生申请高分子材料ph， research experiences 和internship 会比申请者硬件条件更重要，所以硬件条件一般的学生可以在research experiences, internship, paper 上多下功夫。本科生申请ph，要在保证硬件条件很好的情况下，尽可能的去多进实验室做项目，为自己的resume 积累素材。关于奖学金，ph 的拿奖率大于master，所以学习时间会比较长，但是这个专业的回报率还是比较高的。就业方面可以从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作。

3.电子，光学和磁性材料optical、electronic an magnetic materials
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。该专业在很多学校都是在ee 下面，作为materials science 与ee 的交叉学科，所以光电和磁学物理的同学可以直接申请。

该专业是现在材料科学中最大的热门，申请人数最多，竞争也就最为激烈。硬件条件和软件条件都有很高的要求。申请者在具备扎实的数学、物理、外语、电子学和计算机科学基础的同时，需要具备熟练的实验技能。由于现在社会朝微电子方向发展，所以就业前景是材料专业里最为乐观的，可以去电子业、研究机构、汽车等行业。

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