中國和美國材料學差別有多大呢

專業簡介材料科學，又名為材料工程，涉及物質的性質及其在各個科學和工程學領域的整合應用，是一個研究材料的制備或加工工藝、材料的微觀結構與材料宏觀性能三者之間的相互關系的跨領域學科。涉及的理論包括固體物理學，材料化學，應用物理和化學，以及化學工程，機械工程，土木工程和電機工程。與電子工程結合，則衍生出電子材料，與機械結合則衍生出結構材料，與生物學結合則衍生出生物材料等等。隨著近年來媒體將注意力大量集中在納米科學上，材料科學在科學與工程學領域越來越廣為人知。它也是鑒識科學和破壞分析中的一個重要組成部分，以后者為例，它是分析各種飛航意外的關鍵。今日科技上的問題受限于材料能夠容許的極限，也因此，在此領域的突破在未來科技具有指標性的影響。材料科學有著廣泛的應用前景，因此被國際學術界譽為21世紀最有前途的學科。

中國和美國材料學差別有多大呢？首先，從總體上看，美國的材料學教學和研究領先于中國的材料學教育與研究大約50年左右。其次，從教學內容上看，中國材料學的教學更加注重理論學習，實際操作經驗較少，國內使用教材大多是從國外教科書翻譯。理論學習中實驗機會較少，主要分為材料加工，材料物理和化學三個教學方向。其中科研中常見方向包括但是不限于功能材料、鑄造和耐磨材料、表面表面強化與器件制造、焊接研究、新材料、工程材料、材料強度研究。而美國材料學在本科學習過程中，更加注重實際操作經驗, 本科學習期間理論和實踐結合很密切。比如會用軟件設計模型，用軟件模擬鑄造過程中可能產生的缺陷，然后進行實際操作，另外更加注重實習。

專業方向材料科學可按多種方法進行分類。每個學校的研究側重點也各有不同，下面我們為大家介紹幾個常見的分支學科。具體分支方向及研究內容請到申請學校官網查詢。

以下是材料學常見的一些研究方向：

1.金屬材料metallic materials材料領域最古老最傳統的方向，主要學習包括金屬和以金屬為基的合金，如鋼鐵材料、非晶態合金、結構金屬材料、功能金屬，它們的微觀結構對材料力學和物理性能影響，合金中不同成份比例對材料硬度、韌性、拉伸強度的影響。

這個方向是材料領域最古老最傳統的方向，美國風氣偏新材料而非傳統材料，所以申請美國競爭不是很激烈，對gpa 以及gt 成績的要求不是很高，申請者一般都是國內大學金屬材料及相關專業的學生，即使學校一般，gpa 3.0 左右，toefl 90 左右，gre 310 左右，一般都可以獲得top100 學校的錄取。該方向申請人數不多，就業方向基本有二：金屬材料的科研領域，留在實驗室或做咨詢師；進工業界做技術人員，如鋼鐵公司、冶金、機械、軍工、航空航天、儀表等行業。金屬材料在美國的就業前景比陶瓷材料要好很多，社會實用性強，就業前景比較樂觀。

2.高分子材料和聚合物polymer高分子材料是當今世界發展最迅速的產業之一，高分子材料已廣泛應用到電子信息、生物醫藥、航天航空、汽車工業、包裝、建筑等各個領域。研究內容包括活性聚合、新材料的合成與開發、聚合物結構與性能、反應性加工、先進復合材料及應用、超細材料及納米材料、生物材料、新型功能材料、化學建材和化學纖維等。

高分子材料是當今世界發展最迅速的產業之一，高分子材料已廣泛應用到電子信息、生物醫藥、航天航空、汽車工業、包裝、建筑等各個領域。最近幾年高分子材料的發展非常迅速，有很多美國大學都在高分子的研究領域投入了巨大的科研力量，這個領域不像金屬材料，經過上百年的發展已經到了非常成熟的地步。高分子的興起才幾十年，研究成果層出不窮，高分子導電，軟光刻技術的發展對電子工業的發展起到了巨大的推動作用。

這個方向的競爭還是比較大的。一般來說需要有物理或者化學以及跟高分子交叉的專業背景，平均分情況是：gpa >3.4, gre q>160, toefl>88﹙美國牛校會比平均分高﹚。研究生申請高分子材料ph， research experiences 和internship 會比申請者硬件條件更重要，所以硬件條件一般的學生可以在research experiences, internship, paper 上多下功夫。本科生申請ph，要在保證硬件條件很好的情況下，盡可能的去多進實驗室做項目，為自己的resume 積累素材。關于獎學金，ph 的拿獎率大于master，所以學習時間會比較長，但是這個專業的回報率還是比較高的。就業方面可以從事科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產及經營管理等方面工作。

3.電子，光學和磁性材料optical、electronic an magnetic materials主要研究光學與光譜學、液晶、聚合物二級管、光電池和光子晶體、半導體材料和裝置、磁存儲器、磁性薄膜及磁性發電機裝置、壓電晶體的表面和界面特性。主要課程有量子力學、材料化學、勢力學及階段均衡、結構固定的缺點、材料的機械性能、電子學、熱力學、非結晶固定、高分子物理、材料成像、電子電磁材料。該專業在很多學校都是在ee 下面，作為materials science 與ee 的交叉學科，所以光電和磁學物理的同學可以直接申請。

該專業是現在材料科學中最大的熱門，申請人數最多，競爭也就最為激烈。硬件條件和軟件條件都有很高的要求。申請者在具備扎實的數學、物理、外語、電子學和計算機科學基礎的同時，需要具備熟練的實驗技能。由于現在社會朝微電子方向發展，所以就業前景是材料專業里最為樂觀的，可以去電子業、研究機構、汽車等行業。

4.計算材料科學computational materials science交叉學科，是一門正在快速發展的新興學科，是關于材料組成、結構、性能、服役性能的計算機模擬與設計的學科。這個領域主要是理論研究，申請的人比較少，競爭不激烈。這個領域ph 學習難度比較大，完成學位的時間比較長，最短也要5 年，一般都是6 年。就業前景一般，職位一般集中于美國幾個大型的國家實驗室，如：橡樹嶺（oak rige）國家實驗室等。

5.無機非金屬材料ceramic materials無機非金屬材料是三大基礎材料之一，包括結構陶瓷、功能陶瓷、日用陶瓷，耐火材料、玻璃、水泥等。研究內容主要包括固體電解質材料的制備，結構和性能研究；結構陶瓷的制備，組織結構和性能的研究；磁性材料、電性材料、壓電陶瓷、半導體陶瓷等功能材料的制備和研究;古陶瓷和日用陶瓷的研究和開發；高溫陶瓷、耐火材料的制備和開發等。該專業方向比金屬材料難申請。近幾年，陶瓷領域的發展比金屬材料要迅速很多，例如，高溫超導陶瓷材料的發現對經濟產生了比較大的影響，目前在這個領域的研究非常活躍。因此這個申請方向比金屬材料競爭激烈，將來就業主要是在科研機構搞研究。該方向gpa 要求3.0 以上，基于申請的不同學位，學校會對申請者有特殊的要求。在申請過程中，research experiences，internship 和論文有會對申請有一定促進作用，不同等級的學校在要求上會有所不同，這個專業申請的人數相對于申請金屬材料的人略多一點，目前該專業就業狀況供求基本平衡，但在從事更高層次的材料人才卻比較短缺。無機非金屬里玻璃方向的就業比其他陶瓷方向要樂觀，陶瓷材料包括功能陶瓷正逐漸淡出工業界。

6.納米材料nanometer materials納米科技的內容包含納米材料學、納米電子學、納米生物學、納米機械學、納米加工學、納米光子學、納米檢測與表征。而納米材料與技術又是這些分支學科的共同交點，是納米科技的核心和基礎。通常納米材料與半導體材料相關，與ee 高度重合，申請這個方向的同學可以去關注學校的ee 方向是否有相關的分支。就目前納米科技整體發展狀況而言，歐、美、日已大力發展多年，截至2007 年初，美國已投入56 億美元用于納米技術的研發，而日本每年用于納米技術研究的投資也在5 億美元左右。國內的納米科技研究剛開始不久，無論是科研水平以及與市場的契合度，與歐美日差距都還很大。但是差距大也意味著潛力、空間大，一旦納米技術進入生活，這方面的專業人才需求量肯定會急劇上升。納米材料人才主要承擔工作任務為納米材料表征、石墨烯及碳納米材料研發、納米材料改性、納米材料合成、無機納米材料制備以及交叉學科納米材料應用。納米材料與技術專業畢業生一般都可以在科研院校及納米材料、黏合劑、涂料、電鍍、陶瓷等相關領域從事相關產品開發、生產和檢測等工作。與材料專業方面的學生基本有著相似的職業發展道路。總的來說，納米材料專業同學可以有以下去處：一是進入研究院從事納米材料研發工作，這是納米材料人才繼續本領域內研究的主要途徑。二是選擇進入納米材料行業企業。三是進入傳統材料相關企業。

7.生物材料biomaterials主要研究碳納米管的合成及自然材料的特征、無機材料的合成、有機和生物材料化學、材料加工、材料熱力學、生物應用材料、分子細胞和生物力學、材料力學和生物材料、材料成像。在研究過程中也會和仿生學相結合，比方說人造骨骼和人造肌肉。

8.能源材料energy materials主要研究太陽能電池、能量貯存、經濟和環境材料選擇、高級能量轉換的基礎、固態元件和能量轉換、材料的能量貯存、能量和材料制定政策、未來能源系統材料。應用最為廣泛，也最常見的就是太陽能電池板了。

9.復合材料composite materials復合材料是由兩種或兩種以上不同性質的材料，通過物理或化學的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產生協同效應，使復合材料的綜合性能優于原組成材料而滿足各種不同的要求。

常見學位美國大學的材料科學與工程專業一般是設在工程學院下，有獨立的epartment。其學位設置每個學校會有所不同，大體可以分為兩種情況：（1）只開設ms 和ph 學位，這里的ms 學位通常是針對就業的professional 學位；（2）開設有常規的ms, meng 和ph 學位，ms 通常是兩年，以授課為主，側重學術，畢業后可以選擇就業也可繼續攻讀ph 學位；而meng 則是一年，主要針對就業，更側重于實踐。

值得注意的是，有不少學校只對國際生開設ph 課程，即使有ms 學位的開設，招收國際學生的數量很少，甚至有一些學校mse ms 項目不收國際學生，或者只是掛名而不開班。所以想申mse 碩士的同學申請前務必確認所選的學校是否會招mse 國際碩士以及招收的人數情況。

專業背景材料科學與工程是一個多學科領域，涉及物質的性質及其在各個科學和工程領域的應用，是研究材料的制備或者加工工藝，材料的微觀結構與材料宏觀性能三者之間相互關系的科學，所以需要學生具備物理學、化學等學科知識。一般申請材料科學的學生本科專業為：材料科學與工程，材料化學，材料物理，材料成型與控制工程，材料加工工程，高分子材料與工程，納米材料與技術等等。

實習&科研科研去向：聯系大學咨詢師做科研，或者參加中科院等知名科研所的科研。

實習去向：

工程塑料行業的公司：比如在上海有杰仕杰，普利特，廣州有lg化學。較大的跨國公司，如電器公司，電子公司，玩具公司，汽車制造行業。橡膠行業選擇面較窄，主要為輪胎廠或者輪胎配件公司，但是國內公司較少，利潤也較低，不建議作為全職工作。石油行業也是材料專業學生不錯的實習和就業選擇，國內外分別有中石油中石化等，跨國企業有美孚，bp等。

典型院校massachusetts institute of technology麻省理工學院麻省理工學院（massachusetts institute of technology，縮寫mit）成立于1861年，是美國一所研究型私立大學，位于美國馬薩諸塞州的劍橋市，查爾斯河將其與波士頓的后灣區隔開。麻省理工學院無論是在美國還是全世界都有非常重要的影響力，培養了眾多對世界產生深遠影響的人士，是全球高科技和高等研究的先驅領導大學。截止2019年3月，麻省理工學院的校友、教授及研究人員包括了93位諾貝爾獎得主、8名菲爾茲獎獲獎者、26位圖靈獎得主，以及52位國家科學獎章獲獎者、45位羅德學者、38名麥克阿瑟獎得主。

院系簡介：麻省理工學院在第二次世界大戰后，麻省理工學院借由美國國防科技研究需要而迅速崛起；在二戰和冷戰期間，麻省理工學院的研究人員對計算機、雷達以及慣性導航系統等科技發展作出了重要貢獻。mit的理工科享譽世界，且材料科學專業全美第一。

項目鏈接：http://graamissions.mit.eu/programs/mse項目詳解

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

課程設置：66個學分畢業，研究生師生比為1：4.47。申請人可能會被錄到以下三種grauate項目之一：1） s.m. bypass項目，雖然收到的m.s.錄取，但是可選直接進入博士項目學習2） ph..：4.5~5年3） m.s.：1.5~2年主要研究方向分為聚合物和軟材料（ppsm），技術和政策項目（tpp），以及工程系統（es）, 相關鏈接：https://mse.mit.eu/

研究領域：archaeological materialsbiological an polymeric materialselectronic, photonic, an magnetic materialshigh-performance structural materials an alloysmaterials for energy an the environmentmaterials economicsnanotechnology, nanoevices, an nanomaterials

申請要點：

l：ec 1st , 推薦信必須ec 31st 之前收到申請費75美金建議toefl100，ielts7.0wes course-by-course認證要求本科畢業，不限專業背景，被錄取的學生普遍擁有材料科學與工程專業背景，其他則擁有生物、化學、化學工程、物理、電氣工程或機械工程專業背景。

就業分析：學術界如一些大學和研究中心如tufts university, northeastern university, california institute of technology, stanfor, case western reserve university, university of oxfor, an mit.

工業界公司如：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， 咨詢公司， 法律組織。比如bluecross blueshiel association, choate hall &stewart, js consulting group, lzt investment, mckinsey.

columbia university哥倫比亞大學哥倫比亞大學（columbia university），簡稱哥大，是一所位于美國紐約的私立研究型大學，亦是常春藤盟校之一。該校成立于1754年，原為國王學院（kings college），是美洲大陸最古老的學院之一。美國獨立戰爭后更名為哥倫比亞學院，1896年成為哥倫比亞大學。哥倫比亞大學是美國大學協會十四所成員大學之一，也是美國第一所授予醫學博士的大學。哥倫比亞大學是最早接受中國留學生的美國大學之一。哥倫比亞大學的歷屆畢業生和教職員中累計共有96名諾貝爾獎得獎者。美國總統羅斯福、奧巴馬都畢業于哥大，歷經多年，才獲得該校博士學位的胡適、李開復、馬寅初、馮友蘭都是哥大校友。哥大的研究生學院以卓越的學術成就而聞名。整個20世紀上半葉，哥倫比亞大學和哈佛大學及芝加哥大學一起被公認為美國高等教育的三強。此外，學校的新聞學院、教育學院、國際公共事務學院、醫學院、法學院、商學院和藝術學院都名列前茅。其新聞學院頒發的普利策獎是美國文學和新聞界的最高榮譽。哥倫比亞大學的特色之一在于它地處紐約，與華爾街、聯合國總部和百老匯比鄰。在這個全國的文化，金融，外交中心，你可以在讀書的過程中找到適合自己發展的機會。校園設施便利，學生生活和課余活動豐富。

項目詳解：master of science in materials science an engineeringph.. in materials science an engineering

項目鏈接：https://apam.columbia.eu/materials-science-engineering-grauate-programs

課程設置：33學分畢業，主要課程有晶體學，結晶材料理論，材料動力學和相態圖，相變材料動力學，固體電磁屬性，材料力學行為等課程

研究領域包括薄膜，納米材料，材料力學。

申請要點：

（1）l: ms 2.15， 博士12.15（2）語言要求：toefl100或ielts7（3）最低gpa 3.0，如科研背景突出gpa低于3.0也可以嘗試（4）gre最低分要求也沒有，但是錄取學生v 百分比64%以上，q百分比82%以上。（5）85美金申請費（6）申請人需要具備m.s.學位才能申請博士學位。（7）此外工程學院不允許同時申請兩個項目。

university of southern california南加州大學南加利福尼亞大學﹙university of southern california﹚，又譯南加州大學，簡稱南加大﹙usc﹚，是美國西海岸最古老的頂尖私立研究型大學，世界著名高等學府，位于"天使之城"美國加利福尼亞州洛杉磯市，1880年由監理會創立，是美國大學協會﹙aau﹚成員、環太平洋大學聯盟成員。

南加大工程學院全美第10, 師資力量強并且多，招生人數相對較多的同時還能保證質量。

school學院：viterbi school of engineeringmajor專業：master of science in materials sciencemaster of science in materials engineeringph in materials scienceinternational stuents: this program is eligible for the opt stem extension.

專業詳情鏈接：https://chems.usc.eu/acaemics/grauate-programs/materials-science/

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

curriculum課程設置：

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