美国留学材料科学专业申请解析（一）

一、总体概况

上个世纪 70 年代以来，人们把信息、材料和能源作为社会文明的支柱。 80 年代又把新材料、信息技术和生物技术并列为新技术革命的重要标志。进入21 世纪，以纳米材料、超导材料、光电子材料、生物医用材料及新能源材料等为代表的新材料技术创新显得更为异常活跃，新材料诸多领域正面临着一系列新的技术突破和重大的产业发展机遇。相应的，材料科学与工程专业也蓬勃发展起来，大多数工科和综合院校均开设了该专业。由于其应用领域广泛，综合了物理、化学、生物等各学科的知识，导致该了专业的申请人数逐年上涨，所以申请难度也逐渐加大，奖学金的申请更是需要看申请者自身的研究背景。

二、专业设置

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 。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、研究方向

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、生物材料等；

— 实际应用中又常分为结构材料和功能材料

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。

申请分析：

这个方向是材料领域最古老最传统的方向，竞争不是很激烈，对 GPA 以及 GMAT 成绩的要求都不是很高，申请者一般都是国内大学里金属材料或者相关专业的学生，即使学校一般，GPA 在3.0左右， TOEFL90 左右， GRE310 左右，都比较容易获得TOP100 之内学校这个方向的录取。当然这个专业申请的人并不多，将来的就业范围基本上就是金属材料的科研领域，譬如钢铁公司、冶金、机械、军工、航空航天、仪表等行业，社会上的实用性比较差，就业前景一般。

2.无机非金属材料 Ceramic Materials

无机非金属材料是三大基础材料之一，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等。由于陶瓷材料耐高温、耐磨、硬度大，因此在无机非金属材料中应用最广泛。

申请分析：

这个专业方向也属于比较传统的方向，申请人数不是很多。不过近几年，陶瓷领域的发展比金属材料要迅速很多，例如，高温超导陶瓷材料的发现对经济产生了比较大的影响，目前在这个领域的研究非常活跃。因此这个申请方向比金属材料竞争激烈，将来就业的前景比金属材料要好，不仅可以在科研机构搞研究，而且某些陶瓷材料比如高温超导材料已经实现了产业化，就业的前景还是比较好的。

3.计算材料科学 Computational Materials Science

主要是利用 Monte Carlo 模拟以及分子动力学的方法进行材料结构，特性的模拟和理论计算，材料热力学和动力学过程的模拟，超大大分子材料的理论计算，复杂材料的统计力学计算等等。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。

申请分析：

这个领域主要是理论研究，申请的人比较少，竞争不激烈。这个领域 PhD 学习难度比较大，完成学位的时间比较长，最短也要 5 年，一般都是 6 年，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。

4.高分子材料 Polymer Materials

研究内容包括生物材料，导电高分子材料，生物高分子材料，自组织生物材料，水溶胶以及高分子材料的制备以及高分子材料加工－形貌－特性的关系的研究。

申请分析：

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。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。因此这个方向的竞争是比较激烈的。申请这个方向的学生一般来自高分子材料专业，还有化学系和化工系的学生。在就业方面可以到研究所、设计院、日化公司、汽车、电子电气、航空航天等企业从事科学研究、技术开发、工艺和设备设计、生产及经营管理等方面工作，就业前景很不错。

5.电子、光学、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。

申请分析：

该专业是现在材料科学中最大的热门，所以申请人数也是最多的，竞争也就最为激烈。不管是从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，所以就业前景非常乐观，可以去电子业、研究机构、汽车等行业。

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