中国和美国材料学差别有多大呢

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，下面我们为大家介绍几个常见的分支学科。具体分支方向及研究内容请到申请学校官网查询。

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。

4.计算材料科学computational materials science
交叉学科，是一门正在快速发展的新兴学科，是关于材料组成、结构、性能、服役性能的计算机模拟与设计的学科。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ph 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。就业前景一般，职位一般集中于美国几个大型的国家实验室，如：橡树岭（oak rige）国家实验室等。

5.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，包括结构陶瓷、功能陶瓷、日用陶瓷，耐火材料、玻璃、水泥等。研究内容主要包括固体电解质材料的制备，结构和性能研究；结构陶瓷的制备，组织结构和性能的研究；磁性材料、电性材料、压电陶瓷、半导体陶瓷等功能材料的制备和研究;古陶瓷和日用陶瓷的研究和开发；高温陶瓷、耐火材料的制备和开发等。该专业方向比金属材料难申请。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，将来就业主要是在科研机构搞研究。该方向gpa 要求3.0 以上，基于申请的不同学位，学校会对申请者有特殊的要求。在申请过程中，research experiences，internship 和论文有会对申请有一定促进作用，不同等级的学校在要求上会有所不同，这个专业申请的人数相对于申请金属材料的人略多一点，目前该专业就业状况供求基本平衡，但在从事更高层次的材料人才却比较短缺。无机非金属里玻璃方向的就业比其他陶瓷方向要乐观，陶瓷材料包括功能陶瓷正逐渐淡出工业界。

6.纳米材料nanometer materials
纳米科技的内容包含纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学、纳米机械学、纳米加工学、纳米光子学、纳米检测与表征。而纳米材料与技术又是这些分支学科的共同交点，是纳米科技的核心和基础。通常纳米材料与半导体材料相关，与ee 高度重合，申请这个方向的同学可以去关注学校的ee 方向是否有相关的分支。就目前纳米科技整体发展状况而言，欧、美、日已大力发展多年，截至2007 年初，美国已投入56 亿美元用于纳米技术的研发，而日本每年用于纳米技术研究的投资也在5 亿美元左右。国内的纳米科技研究刚开始不久，无论是科研水平以及与市场的契合度，与欧美日差距都还很大。但是差距大也意味着潜力、空间大，一旦纳米技术进入生活，这方面的专业人才需求量肯定会急剧上升。纳米材料人才主要承担工作任务为纳米材料表征、石墨烯及碳纳米材料研发、纳米材料改性、纳米材料合成、无机纳米材料制备以及交叉学科纳米材料应用。纳米材料与技术专业毕业生一般都可以在科研院校及纳米材料、黏合剂、涂料、电镀、陶瓷等相关领域从事相关产品开发、生产和检测等工作。与材料专业方面的学生基本有着相似的职业发展道路。总的来说，纳米材料专业同学可以有以下去处：一是进入研究院从事纳米材料研发工作，这是纳米材料人才继续本领域内研究的主要途径。二是选择进入纳米材料行业企业。三是进入传统材料相关企业。

7.生物材料biomaterials
主要研究碳纳米管的合成及自然材料的特征、无机材料的合成、有机和生物材料化学、材料加工、材料热力学、生物应用材料、分子细胞和生物力学、材料力学和生物材料、材料成像。在研究过程中也会和仿生学相结合，比方说人造骨骼和人造肌肉。

8.能源材料energy materials
主要研究太阳能电池、能量贮存、经济和环境材料选择、高级能量转换的基础、固态元件和能量转换、材料的能量贮存、能量和材料制定政策、未来能源系统材料。应用最为广泛，也最常见的就是太阳能电池板了。

9.复合材料composite materials
复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。

常见学位
美国大学的材料科学与工程专业一般是设在工程学院下，有独立的epartment。其学位设置每个学校会有所不同，大体可以分为两种情况：
（1）只开设ms 和ph 学位，这里的ms 学位通常是针对就业的professional 学位；
（2）开设有常规的ms, meng 和ph 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ph 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ph 课程，即使有ms 学位的开设，招收国际学生的数量很少，甚至有一些学校mse ms 项目不收国际学生，或者只是挂名而不开班。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。

专业背景
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，是研究材料的制备或者加工工艺，材料的微观结构与材料宏观性能三者之间相互关系的科学，所以需要学生具备物理学、化学等学科知识。一般申请材料科学的学生本科专业为：材料科学与工程，材料化学，材料物理，材料成型与控制工程，材料加工工程，高分子材料与工程，纳米材料与技术等等。

实习&科研
科研去向：联系大学老师做科研，或者参加中科院等知名科研所的科研。

实习去向：

1. 工程塑料行业的公司：比如在上海有杰仕杰，普利特，广州有lg化学。
2. 较大的跨国公司，如电器公司，电子公司，玩具公司，汽车制造行业。
3. 橡胶行业选择面较窄，主要为轮胎厂或者轮胎配件公司，但是国内公司较少，利润也较低，不建议作为全职工作。
4. 石油行业也是材料专业学生不错的实习和就业选择，国内外分别有中石油中石化等，跨国企业有美孚，bp等。

典型院校
massachusetts institute of technology麻省理工学院
麻省理工学院（massachusetts institute of technology，缩写mit）成立于1861年，是美国一所研究型私立大学，位于美国马萨诸塞州的剑桥市，查尔斯河将其与波士顿的后湾区隔开。麻省理工学院无论是在美国还是全世界都有非常重要的影响力，培养了众多对世界产生深远影响的人士，是全球高科技和高等研究的先驱领导大学。截止2019年3月，麻省理工学院的校友、教授及研究人员包括了93位诺贝尔奖得主、8名菲尔兹奖获奖者、26位图灵奖得主，以及52位国家科学奖章获奖者、45位罗德学者、38名麦克阿瑟奖得主。

院系简介：麻省理工学院在第二次世界大战后，麻省理工学院借由美国国防科技研究需要而迅速崛起；在二战和冷战期间，麻省理工学院的研究人员对计算机、雷达以及惯性导航系统等科技发展作出了重要贡献。mit的理工科享誉世界，且材料科学专业全美第一。

项目链接：http://graamissions.mit.eu/programs/mse
项目详解

学位：master of science in materials science an engineering /ph.. in materials science an engineering

课程设置：66个学分毕业，研究生师生比为1：4.47。申请人可能会被录到以下三种grauate项目之一：
1） s.m. bypass项目，虽然收到的m.s.录取，但是可选直接进入博士项目学习
2） ph..：4.5~5年
3） m.s.：1.5~2年
主要研究方向分为聚合物和软材料（ppsm），技术和政策项目（tpp），以及工程系统（es）, 相关链接：https://mse.mit.eu/

研究领域：
archaeological materials
biological an polymeric materials
electronic, photonic, an magnetic materials
high-performance structural materials an alloys
materials for energy an the environment
materials economics
nanotechnology, nanoevices, an nanomaterials

申请要点：

1. l：ec 1st , 推荐信必须ec 31st 之前收到
2. 申请费75美金
3. 建议toefl100，ielts7.0
4. wes course-by-course认证
5. 要求本科毕业，不限专业背景，被录取的学生普遍拥有材料科学与工程专业背景，其他则拥有生物、化学、化学工程、物理、电气工程或机械工程专业背景。

就业分析：
学术界如一些大学和研究中心如tufts university, northeastern university, california institute of technology, stanfor, case western reserve university, university of oxfor, an mit.

工业界公司如：3m, accenture, applie materials, ow corning, raper labs, ge, intel, samsung electro-mechanics, terayne connector systems, texas instruments, transform pharmaceutical inc.

政府部分， 咨询公司， 法律组织。比如bluecross blueshiel association, choate hall &stewart, js consulting group, lzt investment, mckinsey.

columbia university哥伦比亚大学
哥伦比亚大学（columbia university），简称哥大，是一所位于美国纽约的私立研究型大学，亦是常春藤盟校之一。该校成立于1754年，原为国王学院（kings college），是美洲大陆最古老的学院之一。美国独立战争后更名为哥伦比亚学院，1896年成为哥伦比亚大学。哥伦比亚大学是美国大学协会十四所成员大学之一，也是美国第一所授予医学博士的大学。哥伦比亚大学是最早接受中国留学生的美国大学之一。哥伦比亚大学的历届毕业生和教职员中累计共有96名诺贝尔奖得奖者。美国总统罗斯福、奥巴马都毕业于哥大，历经多年，才获得该校博士学位的胡适、李开复、马寅初、冯友兰都是哥大校友。哥大的研究生学院以卓越的学术成就而闻名。整个20世纪上半叶，哥伦比亚大学和哈佛大学及芝加哥大学一起被公认为美国高等教育的三强。此外，学校的新闻学院、教育学院、国际公共事务学院、医学院、法学院、商学院和艺术学院都名列前茅。其新闻学院颁发的普利策奖是美国文学和新闻界的最高荣誉。哥伦比亚大学的特色之一在于它地处纽约，与华尔街、联合国总部和百老汇比邻。在这个全国的文化，金融，外交中心，你可以在读书的过程中找到适合自己发展的机会。校园设施便利，学生生活和课余活动丰富。

项目详解：
master of science in materials science an engineering
ph.. in materials science an engineering

项目链接：https://apam.columbia.eu/materials-science-engineering-grauate-programs

课程设置：
33学分毕业，主要课程有晶体学，结晶材料理论，材料动力学和相态图，相变材料动力学，固体电磁属性，材料力学行为等课程

研究领域包括薄膜，纳米材料，材料力学。

申请要点：

（1）l: ms 2.15， 博士12.15
（2）语言要求：toefl100或ielts7
（3）最低gpa 3.0，如科研背景突出gpa低于3.0也可以尝试
（4）gre最低分要求也没有，但是录取学生v 百分比64%以上，q百分比82%以上。
（5）85美金申请费
（6）申请人需要具备m.s.学位才能申请博士学位。
（7）此外工程学院不允许同时申请两个项目。

university of southern california南加州大学
南加利福尼亚大学﹙university of southern california﹚，又译南加州大学，简称南加大﹙usc﹚，是美国西海岸最古老的顶尖私立研究型大学，世界著名高等学府，位于"天使之城"美国加利福尼亚州洛杉矶市，1880年由监理会创立，是美国大学协会﹙aau﹚成员、环太平洋大学联盟成员。

南加大工程学院全美第10, 师资力量强并且多，招生人数相对较多的同时还能保证质量。

school学院：viterbi school of engineering
major专业：master of science in materials science
master of science in materials engineering
ph in materials science
international stuents: this program is eligible for the opt stem extension.

专业详情链接：https://chems.usc.eu/acaemics/grauate-programs/materials-science/

location地点：3650 mcclintock ave, los angeles, ca 90089

curriculum课程设置：