专业解析！美国留学材料科学与工程专业全解

        随着以中国航天为首的众多高新技术领域正在蓬勃发展，去美国留学深造工程类专业便成为时下很多学子的首选专业。材料科学与工程就是最近美国研究生申请的热门专业之一。

美国材料科学与工程专业硕士概况

        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。

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。

常见的课程设置：

        Thermoynamics of materials 、 Introuction to materials 、 Kinetics of materials 、 Physical metallurgy 、 Processing an properties of ceramics 、 Composites 、 Funamentals of polymers 、 Polymer processing 、 Mechanical behavior of solis 、 Materials engineering esign 、 Materials characterization laboratory 、 Engineering computational laboratory 、 Degraation of material 、 Failure analysis 、 Phase equilibria 、 Senior esign project

学科分支

        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。

美国材料科学与工程专业硕士就业前景

        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，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，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。

        由此可见，在国际化日渐深入的今天，社会一定是需要那些掌握高端技术的人才，所以留学成了最好的选择。美国的大学拥有世界上最先进的技术，最高端的实验设备，从那里可以学到的技术一定是未来社会所需要的。毕业可以在电子、汽车、制药这些行业都是高薪行业，而对于希望继续从事这方面研究的人可以进入高校任教或者科研机构。

美国材料科学与工程专业硕士申请条件及建议

        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。

美国材料科学与工程硕士重点院校分析

1.麻省理工学院

        麻省理工学院 (Massachusetts Institute of Technology)，坐落于美国马萨诸塞州剑桥市(大波士顿地区) ，是世界著名私立研究型大学，麻省理工学院素以世界顶尖的工程学和计算机科学而享誉世界。其林肯实验室、计算机科学及人工智能实验室、媒体实验室和斯隆管理学院十分著名。有59位诺贝尔奖得主曾在麻省理工学院学习或工作。

        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

        西北大学（ Northwestern University），是美国著名的高等学府之一，这所私人学府位于伊利诺州的埃文斯顿市，临近芝加哥。西北大学于1851年创立，是十大联盟高校之一。

        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 an 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

        斯坦福大学 (Stanfor University)，坐落于美国加利福尼亚州斯坦福市，是一所享誉世界顶尖的私立研究型大学。该校培养了众多高科技产品的领导者及创业精神的人才，这其中就包括惠普、谷歌、雅虎、耐克、罗技电子、特斯拉汽车、Firefox、艺电、太阳微系统、NVIDIA、思科、硅谷图形及eBay等公司的创办人，校友涵盖30名富豪企业家及17名太空员，亦为培养最多美国国会成员的院校之一;斯坦福校友创办了众多著名的公司机构，共58名诺贝尔奖得主现或曾于该校学习或工作。

        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(Avance 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 an 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 an 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)。