出國(guó)留學(xué)|材料科學(xué)與工程碩士(MSE)

材料科學(xué)與工程碩士(MSE)

一、材料科學(xué)與工程概念：

材料科學(xué)與工程（Materials Science & Engineering）是研究材料制備、結(jié)構(gòu)、性能、加工的學(xué)科，材料學(xué)是一個(gè)交叉學(xué)科。

美國(guó)材料科學(xué)與工程專業(yè)涉及物理、化學(xué)、生物等，它以材料學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)材料科學(xué)與工程專業(yè)的基礎(chǔ)理論和實(shí)驗(yàn)技能，并將其應(yīng)用于材料的合成、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用等方面研究的學(xué)科。

美國(guó)材料科學(xué)與工程專業(yè)與電子工程結(jié)合，則衍生出電子材料，與機(jī)械結(jié)合則衍生出結(jié)構(gòu)材料，與生物學(xué)結(jié)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(xué)和納米技術(shù)上，材料科學(xué)在許多大學(xué)被推到了最前沿。它也是工程鑒定和破壞分析中的一個(gè)重要組成部分。

2、材料科學(xué)與工程碩士的學(xué)位設(shè)置: 

在美國(guó)大學(xué)中，材料科學(xué)與工程專業(yè)一般會(huì)開設(shè)在工程學(xué)院、工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的下面，通常有獨(dú)立的 Department。其學(xué)位設(shè)置每個(gè)學(xué)校會(huì)有所不同，大體可以分為兩種情況：一是只開設(shè) MS 和 PHD 學(xué)位，這里的 MS 學(xué)位通常是針對(duì)就業(yè)的 Professional學(xué)位；另一種則是開設(shè)有常規(guī)的 MS, MEng 和 PHD 學(xué)位，MS 通常是兩年，以授課為主，側(cè)重學(xué)術(shù)，畢業(yè)后可以選擇就業(yè)也可繼續(xù)攻讀 PHD 學(xué)位；而 MEng 則是一年，主要針對(duì)就業(yè)，更側(cè)重于實(shí)踐。

值得注意的是，有不少學(xué)校只對(duì)國(guó)際生開設(shè) PHD 課程，即使有 MS 學(xué)位的開設(shè)，招收國(guó)際學(xué)生的數(shù)量很少。

3、專業(yè)名稱歸類：

MSE 相關(guān)專業(yè)主要為 Materials Science and Engineering 材料科學(xué)與工程專業(yè)、Materials Science 材料科學(xué)專業(yè)、Materials Engineering 材料工程專業(yè)、Materials Science and Chemical Engineering 材 料 科 學(xué) 與 化 學(xué) 工 程 、Chemical and Molecular Engineering 化學(xué)與分子工程、Macromolecular Science & Engineering 高分子科學(xué)與工程等專業(yè)。

4、材料科學(xué)可按多種方法進(jìn)行分類：

按物理化學(xué)屬性分為金屬材料、無機(jī)非金屬材料、有機(jī)高分子材料和復(fù)合材料按用途分為電子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料實(shí)際應(yīng)用中又常分為結(jié)構(gòu)材料和功能材料總體上看，一般偏理論和傳統(tǒng)的學(xué)科是比較好申請(qǐng)的，應(yīng)用方面、新興熱門是比較難申請(qǐng)的，比如金屬材料、材料計(jì)算科學(xué)相對(duì)來說比較好申請(qǐng)，而無機(jī)非金屬材料、電子、光學(xué)材料、高分子材料是比較難申請(qǐng)的。

二、材料科學(xué)與工程碩士申請(qǐng)?zhí)厥庖�點(diǎn)提醒

美國(guó)材料科學(xué)與工程碩士其他項(xiàng)目來說,有幾點(diǎn)需要注意

1.美國(guó)排名前 100 的大學(xué)里，大部分學(xué)校都開設(shè)材料科學(xué)與工程專業(yè)，排名參考 usnews 

2.錄取難度: 材料科學(xué)與工程專業(yè)相較于其他工科類專業(yè)如 EE/CS 等相對(duì)好申請(qǐng) 。 但 是 需 要 注 意 有 一 些 學(xué) 校 不 接 受 國(guó) 際 生 研 究 生 申 請(qǐng) ， 如UCSB/OSU/PURDUE/PSU 等。

3.申請(qǐng)截止時(shí)間:大部分學(xué)校的截止日期是 1.1-1.15，較早的截止日期通常為11.30/12.1, 較晚的截止日期通常為 2.1/2.15,建議學(xué)生最晚在 11 月中旬考出理想的標(biāo)化成績(jī)。

4. 申請(qǐng)要求

申請(qǐng)背景：大多數(shù)申請(qǐng)的學(xué)生本科專業(yè)與材料相關(guān)，除此之外，本科為化學(xué)、生物、物理、環(huán)境相關(guān)專業(yè)的學(xué)生也可以申請(qǐng)。

語(yǔ)言要求：

GPA80+，GRE300+，IBT80，TOP100 左右的學(xué)校；

GPA83+ ，GRE310+，IBT90+，TOP30-60；

GPA85+ ，GRE320+ IBT100+ TOP1-30

注意：有些學(xué)校是 GT、GPA 控，比如 CMU、UIUC、UT-Austin、JHU，西北（T90 是假象要求）；具體還要參考學(xué)校每年的實(shí)際錄取情況要求。

5.相關(guān)實(shí)習(xí)與工作經(jīng)驗(yàn)

在研究背景及經(jīng)歷有所欠缺的情況下,材料科學(xué)與工程相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的專業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚱鸬胶艽蟮膹浹a(bǔ)作用。特別是申請(qǐng)者如果參與或從事過新材料研究設(shè)計(jì)、材料應(yīng)用等實(shí)際工作,并能提交相應(yīng)證明,也能獲得院校的青睞。在麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)等院校就讀的材料學(xué)研究生中,有60%左右的學(xué)生具有在IBM、Intel、波音等世界知名公司的相關(guān)領(lǐng)域?qū)嵙?xí)或全職工作的經(jīng)驗(yàn)。

實(shí)習(xí)：

• 1. 工程塑料行業(yè)的公司：比如在上海有杰仕杰，普利特，廣州有 LG 化學(xué)。

• 2. 較大的跨國(guó)公司，如電器公司，電子公司，玩具公司，汽車制造行業(yè)

• 3. 橡膠行業(yè)選擇面較窄，主要為輪胎廠或者輪胎配件公司，但是國(guó)內(nèi)公司較少，利潤(rùn)也較低，不建議作為全職工作

• 4. 石油行業(yè)也是材料專業(yè)學(xué)生不錯(cuò)的實(shí)習(xí)和就業(yè)選擇，國(guó)內(nèi)外分別有中石油中石化等，跨國(guó)企業(yè)有美孚，BP 等

科研：

• 聯(lián)系大學(xué)老師做科研，或者參加中科院/海外院校等知名科研所的科研

6.項(xiàng)目時(shí)長(zhǎng):MS 通常 2 年，Meng 項(xiàng)目通常 1 年 

三、材料科學(xué)與工程專業(yè)分支：

材料科學(xué)與工程專業(yè)涉及多個(gè)學(xué)科，一般分為如下幾類：高分子材料，無機(jī)非金屬材料，金屬材料，計(jì)算材料科學(xué)，光、電、磁材料，復(fù)合材料。

1、高分子材料 Polymer Materials

主要研究導(dǎo)橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料以及這些材料的制備、表征、加工、形貌、特性。近些年高分子材料發(fā)展迅速應(yīng)用到生活中的各個(gè)領(lǐng)域，高分子材料發(fā)展時(shí)間不長(zhǎng)，研究成果多，申請(qǐng)難度比較大，專業(yè)的回報(bào)率還是比較高的。

高分子材料的應(yīng)用十分廣泛，比方說輪胎、液晶電視、甚至防彈衣、航天飛機(jī)上都能用到高分子材料。值得注意的是：化學(xué)工程專業(yè)下也有高分子方向，化學(xué)背景的學(xué)生有相關(guān)的課程背景也是可以申請(qǐng)材料專業(yè)下高分子方向的。

2、金屬材料 Metallic Materials

金屬材料是最傳統(tǒng)的材料，如鋼鐵材料、非晶態(tài)合金、結(jié)構(gòu)金屬材料、功能金屬，它們的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料力學(xué)和物理性能影響，合金中不同成份比例對(duì)材料硬度、韌性、拉伸強(qiáng)度的影響�，F(xiàn)在對(duì)于金屬材料的研究多與納米材料以及復(fù)合材料相結(jié)合。

這個(gè)方向比較傳統(tǒng)，競(jìng)爭(zhēng)不太激烈，要求在國(guó)內(nèi)大學(xué)里有金屬材料的背景。就業(yè)方向是在鋼鐵公司、冶金、機(jī)械、軍工、航空航天、儀表等行業(yè)的公司。

3、無機(jī)非金屬材料 Ceramic Materials

主要研究水泥、玻璃、光導(dǎo)纖維、非金屬礦、絕緣材料、功能陶瓷如壓電陶瓷，由于陶瓷材料耐高溫、耐磨、硬度大在無機(jī)非金屬材料中應(yīng)用最廣泛。這幾年無機(jī)非金屬材料要比金屬材料發(fā)展迅速，尤其是陶瓷方面競(jìng)爭(zhēng)比較激烈。主要課程有工程力學(xué)、材料科學(xué)、工程材料介紹機(jī)械制圖、陶瓷材料介紹等。將來就業(yè)可以去建設(shè)單位、設(shè)計(jì)院、研究所、建筑施工及管理企業(yè)、質(zhì)檢機(jī)構(gòu)。

4、計(jì)算材料科學(xué) Computational Materials Science

這是一種工程技術(shù)手段，主要用計(jì)算機(jī)模擬以及分子動(dòng)力學(xué)的方法進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)、特征模擬、復(fù)雜材料的統(tǒng)計(jì)力學(xué)、大分子材料理論。課程設(shè)置有材料原理、混亂和損壞理論、量子力學(xué)與分子動(dòng)態(tài)仿真、仿真和納米模型系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)模型、完整的微電子器件裝置。具體研究?jī)?nèi)容例如：電子結(jié)構(gòu)和焊接、原子協(xié)議、電子材料的缺點(diǎn)及微觀結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)和位相轉(zhuǎn)變、光子及電子機(jī)械內(nèi)部和外部結(jié)構(gòu)的反應(yīng)。主要是理論方面的研究，需要有數(shù)學(xué)、線性代數(shù)、統(tǒng)計(jì)學(xué)的背景。該方向?qū)τ趯W(xué)生的課程背景(計(jì)算機(jī)課程)要求比較嚴(yán)格，且必須要有相關(guān)的項(xiàng)目背景。

5、電子、光學(xué)、磁性材料 Optical、Electronic and Magnetic Materials

主要研究光學(xué)與光譜學(xué)、液晶、聚合物二級(jí)管、光電池和光子晶體、半導(dǎo)體材料和裝置、磁存儲(chǔ)器、磁性薄膜及磁性發(fā)電機(jī)裝置、壓電晶體的表面和界面特性。

這個(gè)方向競(jìng)爭(zhēng)最激烈，由于現(xiàn)在社會(huì)朝微電子方向發(fā)展，所以就業(yè)前景非常樂觀。

以去電子業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、汽車等行業(yè)。近年來這個(gè)方向申請(qǐng)的人數(shù)逐漸增加，并且光電材料方向在電氣工程下也有設(shè)置，如果學(xué)生的電氣工程背景，課程中有材料相關(guān)課程，且有光電材料方面的項(xiàng)目，可以考慮申請(qǐng)材料專業(yè)。

6、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(jī)材料的合成、有機(jī)和生物材料化學(xué)、材料加工、材料熱力學(xué)、生物應(yīng)用材料、分子細(xì)胞和生物力學(xué)、材料力學(xué)和生物材料、材料成像。在研究過程中也會(huì)和仿生學(xué)相結(jié)合，比方說人造骨骼和人造肌肉。

7、納米材料 Nano Materials

主要研究量子力學(xué)、材料的機(jī)械性能、納米科學(xué)與工程、端口的納米機(jī)械和納米生物技術(shù)、納米結(jié)構(gòu)材料、納米材料、納米材料的加工。納米材料也是屬于回報(bào)率比較高的一個(gè)研究方向，但是就業(yè)前景不是十分理想。

8、能源材料 Energy Materials

主要研究太陽(yáng)能電池、能量貯存、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境材料選擇、高級(jí)能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)、固態(tài)元件和能量轉(zhuǎn)換、材料的能量貯存、能量和材料制定政策、未來能源系統(tǒng)材料。應(yīng)用最為廣泛，也最常見的就是太陽(yáng)能電池板了。

9、復(fù)合材料 Composite materials

復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)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(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。

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