美研｜材料科學(xué)與工程

自20 世紀(jì) 70 年代以來，材料、信息和能源被視為社會文明的支柱。到了 80 年代，新材料、信息技術(shù)和生物技術(shù)并列為新技術(shù)革命的重要標(biāo)志。進(jìn)入21 世紀(jì)，以納米材料、超導(dǎo)材料、光電子材料、生物醫(yī)用材料以及新能源材料等為代表的新材料技術(shù)，正迎來一系列技術(shù)突破和重大的產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇。新材料領(lǐng)域的活躍創(chuàng)新，推動了材料科學(xué)與工程專業(yè)的蓬勃發(fā)展。如今，眾多工科和綜合院校紛紛開設(shè)該專業(yè)，滿足社會對新材料技術(shù)人才的需求。

在美國，材料科學(xué)與工程專業(yè)因其深厚的學(xué)術(shù)基礎(chǔ)和廣泛的應(yīng)用前景，吸引了來自全球的眾多學(xué)子。對于有志投身這一領(lǐng)域的學(xué)生來說，深入了解美國材料科學(xué)與工程碩士申請的全攻略，是成功邁入這一高潛力領(lǐng)域的關(guān)鍵一步。

材料科學(xué)與工程（Materials Science & Engineering）

是一門跨學(xué)科的研究領(lǐng)域，專注于材料的制備、微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能之間的關(guān)系。這一領(lǐng)域涵蓋了固體物理學(xué)、材料化學(xué)、應(yīng)用物理和化學(xué)等多種學(xué)科理論，同時與化學(xué)工程、機(jī)械工程、土木工程和電機(jī)工程等工程學(xué)科密切相關(guān)。材料科學(xué)與工程不僅研究材料的基礎(chǔ)理論，還注重實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)，旨在將這些知識應(yīng)用于材料的合成、加工和性能優(yōu)化等實(shí)際操作中。

材料科學(xué)與工程因其交叉學(xué)科的特性，在與其他學(xué)科結(jié)合時會衍生出新的分支。例如，與電子工程結(jié)合后，產(chǎn)生了電子材料；與機(jī)械工程結(jié)合后，發(fā)展出結(jié)構(gòu)材料；與生物學(xué)結(jié)合后，催生了生物材料。這些不同領(lǐng)域的融合，推動了材料科學(xué)在多種應(yīng)用中的廣泛發(fā)展。

專業(yè)細(xì)分

在美國，材料工程通常作為實(shí)驗(yàn)性學(xué)科開設(shè)在工學(xué)院或理學(xué)院下，研究方向主要包括計算材料科學(xué)、無機(jī)非金屬材料、金屬材料、高分子材料、電子光學(xué)磁性材料及新興材料。

1計算材料科學(xué)

主要利用計算機(jī)模擬和分子動力學(xué)方法進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)和性能的理論計算。它包括材料熱力學(xué)與動力學(xué)過程的模擬、超大分子材料的理論計算及復(fù)雜材料的統(tǒng)計力學(xué)研究。

2無機(jī)非金屬材料

是基礎(chǔ)材料的一種，包括結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、耐火材料、玻璃和水泥等。研究內(nèi)容涉及固體電解質(zhì)材料的制備與性能研究、磁性材料與壓電陶瓷的開發(fā)、古陶瓷的研究等。

3金屬材料

包括鋼鐵、非晶態(tài)合金及功能性金屬。主要研究其微觀結(jié)構(gòu)對材料力學(xué)與物理性能的影響，包括合金成分比例對硬度、韌性和拉伸強(qiáng)度的影響。涉及領(lǐng)域包括材料處理、粉末冶金及腐蝕防護(hù)等。

4高分子材料

高分子材料是當(dāng)前發(fā)展最快的領(lǐng)域之一，廣泛應(yīng)用于電子信息、生物醫(yī)藥、航天航空、汽車工業(yè)等。研究內(nèi)容包括活性聚合、新材料的合成與開發(fā)、聚合物結(jié)構(gòu)與性能、先進(jìn)復(fù)合材料及納米材料等。

5電子、光學(xué)與磁性材料

聚焦于光學(xué)與光譜學(xué)、液晶、光電池、半導(dǎo)體材料、磁存儲器及壓電晶體等。相關(guān)課程涵蓋量子力學(xué)、材料化學(xué)、電子學(xué)及材料成像等。

6新興材料

包括納米材料、納米復(fù)合材料、生物材料及能源材料。這些材料在近幾年迅速發(fā)展，雖然申請難度較大，但就業(yè)前景廣闊，包括制藥、醫(yī)療器械及國防等領(lǐng)域。

學(xué)位設(shè)置

在美國，材料科學(xué)與工程專業(yè)通常隸屬于工程學(xué)院，并設(shè)有獨(dú)立的Department。各大學(xué)的學(xué)位設(shè)置有所不同，一般可以分為兩種主要模式：一種是僅提供碩士（MS）和博士（PhD）學(xué)位，其中的 MS 學(xué)位通常為職業(yè)導(dǎo)向型，適合畢業(yè)后直接進(jìn)入職場；另一種則提供常規(guī)的碩士（MS）、工程碩士（MEng）和博士（PhD）學(xué)位。常規(guī) MS 學(xué)位通常為期兩年，課程以授課為主，強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)研究，畢業(yè)后既可以選擇就業(yè)，也可以繼續(xù)攻讀 PhD 學(xué)位；MEng 學(xué)位則為期一年，更注重實(shí)踐，主要面向就業(yè)市場。

就業(yè)情況

毫無疑問，材料科學(xué)與工程在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中扮演著不可或缺的角色。由于材料的廣泛應(yīng)用，這一領(lǐng)域與汽車、航空、能源、電子、醫(yī)療器械等多個行業(yè)緊密相關(guān)。根據(jù)美國勞工統(tǒng)計局的數(shù)據(jù)，材料科學(xué)與工程師的就業(yè)前景十分廣闊，預(yù)計未來十年的就業(yè)增長率將達(dá)到4%。

當(dāng)前，材料科學(xué)與工程已經(jīng)發(fā)展成為一個高度交叉的學(xué)科。材料的應(yīng)用已經(jīng)滲透到機(jī)械、電子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通運(yùn)輸、信息科技等眾多領(lǐng)域，形成了多學(xué)科交融的發(fā)展格局。這使得材料工程專業(yè)的畢業(yè)生可以在政府經(jīng)濟(jì)管理部門、建筑施工企業(yè)、房地產(chǎn)開發(fā)公司、工程咨詢公司、國際工程公司、金融投資機(jī)構(gòu)等多個單位中從事工程管理或其他相關(guān)工作。同時，畢業(yè)生也可以選擇在高等院?；蚩蒲袡C(jī)構(gòu)從事教學(xué)與科研工作。

常見職業(yè)方向

1) 金屬材料

多數(shù)畢業(yè)生會選擇繼續(xù)深入研究，常見的就業(yè)方向包括金屬材料的科研領(lǐng)域（如實(shí)驗(yàn)室研究或教育崗位）或工業(yè)界的技術(shù)崗位（如鋼鐵公司、冶金、機(jī)械、軍工、航空航天等）。相比陶瓷材料，金屬材料的社會應(yīng)用廣泛，就業(yè)前景較為樂觀。

2) 無機(jī)非金屬材料

雖然就業(yè)供需基本平衡，但在高級人才方面嚴(yán)重短缺，因此在這一領(lǐng)域仍然有廣闊的發(fā)展空間。

3) 高分子材料

由于高分子材料的發(fā)展迅速，申請人數(shù)也相對較多。該領(lǐng)域的畢業(yè)生可以從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計、生產(chǎn)管理等工作，就業(yè)前景非常良好。

4) 電子、光學(xué)與磁性材料

這些是目前材料科學(xué)中的熱門領(lǐng)域，盡管申請人數(shù)多且競爭激烈，但從業(yè)者可以進(jìn)入電子行業(yè)、研究機(jī)構(gòu)或汽車行業(yè)等領(lǐng)域。

5) 產(chǎn)品開發(fā)與設(shè)計

材料工程專業(yè)的畢業(yè)生可以在水泥、石油化工、陶瓷制造、現(xiàn)代噴涂與包裝材料、航天航空等行業(yè)從事產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計及工程管理等工作。

6) 科研、教學(xué)與管理

學(xué)員還可以在各大高等院校、科研單位、政府經(jīng)濟(jì)管理部門、工程咨詢公司以及金融投資等機(jī)構(gòu)從事科學(xué)研究、教育教學(xué)和管理工作。

申請要求：

1背景要求

申請者通常需要具有相關(guān)領(lǐng)域的本科教育背景，這包括修讀過與材料科學(xué)密切相關(guān)的課程，并在本科階段參與了相關(guān)的科研項(xiàng)目和獲得顯著的成果。尤其是在美國，材料科學(xué)與工程專業(yè)特別重視申請者在本科階段所學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容和取得的科研成就。近年來被錄取的新生普遍具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、電子學(xué)和計算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)。

對于那些希望轉(zhuǎn)專業(yè)申請MSE 的學(xué)生，一般可以考慮從以下專業(yè)轉(zhuǎn)入：電氣工程（Electrical Engineering）、機(jī)械工程（Mechanical Engineering）、化學(xué)工程（Chemical Engineering）、化學(xué)（Chemistry）以及物理（Physics）。

材料科學(xué)的基礎(chǔ)課程通常涵蓋數(shù)學(xué)、通信、計算機(jī)科學(xué)、自然科學(xué)（尤其是物理和化學(xué)）、人文科學(xué)、社會學(xué)、工程學(xué)和工程設(shè)計學(xué)等。

2GPA 與標(biāo)化考試要求

· GPA 一定要保證在 3.0 以上，申請 top 30 的學(xué)校建議保持在 3.6+

· TOEFL：建議 100+

· GRE：建議 320+

3軟背景要求

在申請目時，研究經(jīng)歷和實(shí)習(xí)經(jīng)歷可以顯著提升申請的競爭力。尤其對于那些打算申請PhD 的學(xué)生來說，爭取發(fā)表論文將對申請產(chǎn)生極大的幫助。如果在研究背景或經(jīng)歷方面有所欠缺，擁有與材料科學(xué)與工程相關(guān)的專業(yè)工作經(jīng)驗(yàn)?zāi)軌蚱鸬綇浹a(bǔ)作用。特別是如果申請者有參與或從事過新材料研究設(shè)計、材料應(yīng)用等實(shí)際工作的經(jīng)歷，并且能夠提供相關(guān)證明，這將極大增加獲得頂級學(xué)校青睞的機(jī)會。例如，在麻省理工學(xué)院、斯坦福大學(xué)等頂級學(xué)府的材料學(xué)研究生中，大約60% 的學(xué)生曾在 IBM、Intel、波音等國際知名公司擁有實(shí)習(xí)或全職工作的經(jīng)驗(yàn)。

4申請 MS 還是 PhD ？

在決定申請碩士（MS）還是博士（PhD）之前，首先要明確自己的留學(xué)目標(biāo)。如果你的目標(biāo)是從事學(xué)術(shù)科研工作，那么攻讀博士學(xué)位是必不可少的。碩士學(xué)位的兩年學(xué)習(xí)時間通常不足以滿足這種需求，特別是在如材料科學(xué)等側(cè)重于學(xué)術(shù)研究的領(lǐng)域。博士生通常需要在實(shí)驗(yàn)室和教師指導(dǎo)下長時間進(jìn)行研究，才能接觸到最新的學(xué)術(shù)成果。許多學(xué)校在材料科學(xué)（MSE）專業(yè)的學(xué)位設(shè)置中，僅提供博士項(xiàng)目，即使有碩士學(xué)位的選擇，國際生也不容易被錄取。

此外，根據(jù)海外學(xué)生的反饋，材料科學(xué)碩士項(xiàng)目的就業(yè)機(jī)會相對有限。僅僅完成一兩年的課程學(xué)習(xí)，對就業(yè)的幫助并不大。因此，對于有意申請材料科學(xué)博士項(xiàng)目的學(xué)生來說，學(xué)校會更加重視申請者的科研背景。建議重點(diǎn)提升科研能力，并確保GRE/GMAT 成績符合學(xué)校要求。同時，不要僅關(guān)注材料科學(xué)專業(yè)，可以考慮申請相關(guān)的交叉學(xué)科專業(yè)。近年來，國內(nèi)材料科學(xué)專業(yè)的申請人數(shù)不斷增加，而美國材料科學(xué)領(lǐng)域的資助情況也相對緊張，這使得獲得錄取的難度加大。

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