【工学】材料科学与工程

2019续航教育美国大学热门专业

材料科学与工程(Materials Science and Engineering)又称为材料科学(Materials Science),主要研究领域为新类型固体材料的发现与设计。材料科学涉及对各个科学,尤其是工程学领域的整合,包括应用物理和化学、固体物理学、化学工程、材料化学、机械工程、土木工程等。同时,材料科学与其他工程学领域相结合,衍生出电子材料、结构材料、生物材料等多个研究方向,被誉为21世纪最有前途的学科之一。

专业概述

材料科学的形成源于科学技术的发展。随着固体物理、无机化学、有机化学、物理化学等学科的发展及对物质结构和物性的研究不断深入,人们对材料本质的有了进一步的了解和研究;同时随着现代材料科学技术的发展,金属材料、高分子材料与陶瓷材料科学都已自成体系,它们之间存在着密切联系,继而出现了新的材料领域---复合材料,不仅用于航空航天领域,而且在现代民用工业、能源技术和信息技术方面的应用也不断扩大。

结合以上技术及发展,材料科学专业基本研究方向包含以下几项:高分子材料(Polymer Materials)、金属材料(Metallic Materials)、无机非金属材料(Ceramic Materials)、计算材料科学(Computational Materials Science)、电子、光学、磁性材料(Optical、Electronic and Magnetic Materials)、生物材料(Biomaterials)、纳米材料(Nano Materials)、能源材料(Energy Materials)、复合材料(Composite materials)等。

材料科学专业的基本课程通常包括数学(Math)、传播(Communications)、计算机科学(Computer Science)、理学(natural sciences)包括物理和化学、社会科学(social science)、工程设计(engineering design)等,专业课程包括材料的物理及化学特性、传导现象、材料强度、结构和化学特性等。材料科学专业学生利用微分方程来计算并解决固体材料的表现。此外,在大多数课程中,材料专业学生还会接触到利用电子显微镜及建模软件来分析和设计材料的组成。

一般来说,材料科学专业均为小班授课,大多数班级学生数量不会超过20,这使得教授和学生之间的互动更加密切。同时,学生可以练习并提高自己的口语表达和写作能力,因为很多情况下所接触的理论都是概念上的,学生必须要通过三维模型来表现出来。

材料科学专业课程的要求在所有的美国大学中基本相同,所有的课程都关注材料的性质、微观结构以及相互关系。有一部分大学会侧重于机械材料、材料热力学以及材料动力学,部分大学将会侧重于特种材料,例如陶瓷材料或者高分子材料,这取决于开设材料专业的学校的教授所研究的方向和兴趣。

材料科学的基本课程
材料概论(Introduction to materials)固体力学(Mechanical behavior of solids)
材料热力学(Thermodynamics of materials)材料工程设计(Materials engineering design)
材料动力学(Kinetics of materials)材料表征实验(Materials characterization laboratory)
物理冶金学(Physical metallurgy)工程计算实验(Engineering computational laboratory)
制陶术(Processing and properties of ceramics)可降解材料(Degradation of materials)
复合材料(Composites)失效分析(Failure analysis)
聚合物(Fundamentals of polymers)相平衡(Phase equilibria)
高分子加工(Polymer processing)高级项目设计(Senior design project)

热门课程介绍

材料科学专业的基本课程通常包括数学(Math)、传播(Communications)、计算机科学(Computer Science)、理学(natural sciences)包括物理和化学、社会科学(social science)、工程设计(engineering design)等,专业课程包括材料的物理及化学特性、传导现象、材料强度、结构和化学特性等。材料科学专业学生利用微分方程来计算并解决固体材料的表现。此外,在大多数课程中,材料专业学生还会接触到利用电子显微镜及建模软件来分析和设计材料的组成。

一般来说,材料科学专业均为小班授课,大多数班级学生数量不会超过20,这使得教授和学生之间的互动更加密切。同时,学生可以练习并提高自己的口语表达和写作能力,因为很多情况下所接触的理论都是概念上的,学生必须要通过三维模型来表现出来。

材料科学专业课程的要求在所有的美国大学中基本相同,所有的课程都关注材料的性质、微观结构以及相互关系。有一部分大学会侧重于机械材料、材料热力学以及材料动力学,部分大学将会侧重于特种材料,例如陶瓷材料或者高分子材料,这取决于开设材料专业的学校的教授所研究的方向和兴趣。

材料科学的基本课程
材料概论(Introduction to materials)固体力学(Mechanical behavior of solids)
材料热力学(Thermodynamics of materials)材料工程设计(Materials engineering design)
材料动力学(Kinetics of materials)材料表征实验(Materials characterization laboratory)
物理冶金学(Physical metallurgy)工程计算实验(Engineering computational laboratory)
制陶术(Processing and properties of ceramics)可降解材料(Degradation of materials)
复合材料(Composites)失效分析(Failure analysis)
聚合物(Fundamentals of polymers)相平衡(Phase equilibria)
高分子加工(Polymer processing)高级项目设计(Senior design project)

材料科学专业排名

每年,《QS世界大学排名》(简称QS)、《美国新闻和世界报道》(简称U.S. News)、《泰晤士高等教育》(简称THE)等多家杂志及机构都会对美国及世界大学的热门专业进行排名,所依据的标准包括学术声誉、雇主声誉、论文引用数量、校友捐赠、研究影响力、人数、录取率以及毕业率等多项内容,每个榜单的各项标准及权重都会根据实际情况有所调整。通过对各个专业排名的了解,学生可以更好的选择在某一专业领域中拥有领先水平的大学,从而在自己的职业生涯规划中先人一步。

USNews 美国大学工程学院=>材料工程专业排名(本科)
排名学校中文名学校英文名所在州综合排名查看
1麻省理工学院Massachusetts Institute of Technology马萨诸塞州3查看
2密歇根大学安娜堡分校University of Michigan-Ann Arbor密歇根州27查看
3佐治亚理工学院Georgia Institute of Technology-Main Campus佐治亚州35查看
4斯坦福大学Stanford University加利福尼亚州7查看
5西北大学Northwestern University伊利诺伊州10查看
5伊利诺伊大学香槟分校University of Illinois at Urbana-Champaign伊利诺伊州46查看
7加州大学伯克利分校University of California-Berkeley加利福尼亚州22查看
8康奈尔大学Cornell University纽约州16查看
9加州理工大学California Institute of Technology加利福尼亚州12查看
10加州大学圣塔芭芭拉分校University of California-Santa Barbara加利福尼亚州30查看
11宾夕法尼亚州立大学Pennsylvania State University-Main Campus宾夕法尼亚州59查看
11卡内基梅隆大学Carnegie Mellon University宾夕法尼亚州25查看
13普渡大学西拉法叶分校Purdue University-Main Campus印第安纳州56查看
14俄亥俄州立大学Ohio State University-Main Campus俄亥俄州56查看
15威斯康星大学麦迪逊分校University of Wisconsin-Madison威斯康星州49查看
16宾夕法尼亚大学University of Pennsylvania宾夕法尼亚州8查看
17佛罗里达大学University of Florida佛罗里达州35查看
18莱斯大学Rice University德克萨斯州16查看
19北卡罗来纳州立大学North Carolina State University at Raleigh北卡罗来纳州80查看
20哈佛大学Harvard University马萨诸塞州2查看
20德克萨斯大学奥斯汀分校The University of Texas at Austin德克萨斯州49查看
22明尼苏达大学双城分校University of Minnesota-Twin Cities明尼苏达州76查看
USNews 美国大学工程学院=>材料工程专业排名(研究生)
排名学校中文名学校英文名所在州综合排名查看
1麻省理工学院Massachusetts Institute of Technology马萨诸塞州3查看
2西北大学Northwestern University伊利诺伊州10查看
3斯坦福大学Stanford University加利福尼亚州7查看
3伊利诺伊大学香槟分校University of Illinois at Urbana-Champaign伊利诺伊州46查看
3加州大学圣塔芭芭拉分校University of California-Santa Barbara加利福尼亚州30查看
6加州大学伯克利分校University of California-Berkeley加利福尼亚州22查看
7佐治亚理工学院Georgia Institute of Technology-Main Campus佐治亚州35查看
8加州理工大学California Institute of Technology加利福尼亚州12查看
8康奈尔大学Cornell University纽约州16查看
8密歇根大学安娜堡分校University of Michigan-Ann Arbor密歇根州27查看
11宾夕法尼亚州立大学Pennsylvania State University-Main Campus宾夕法尼亚州59查看
12卡内基梅隆大学Carnegie Mellon University宾夕法尼亚州25查看
13宾夕法尼亚大学University of Pennsylvania宾夕法尼亚州8查看
14俄亥俄州立大学Ohio State University-Main Campus俄亥俄州56查看
14哈佛大学Harvard University马萨诸塞州2查看
16佛罗里达大学University of Florida佛罗里达州35查看
16威斯康星大学麦迪逊分校University of Wisconsin-Madison威斯康星州49查看
16普渡大学西拉法叶分校Purdue University-Main Campus印第安纳州56查看
16约翰霍普金斯大学Johns Hopkins University马里兰州10查看
20北卡罗来纳州立大学North Carolina State University at Raleigh北卡罗来纳州80查看
20德克萨斯大学奥斯汀分校The University of Texas at Austin德克萨斯州49查看
22伦斯勒理工学院Rensselaer Polytechnic Institute纽约州49查看
22明尼苏达大学双城分校University of Minnesota-Twin Cities明尼苏达州76查看
22科罗拉多矿业大学Colorado School of Mines科罗拉多州80查看
25哥伦比亚大学Columbia University in the City of New York纽约州3查看
26加州大学戴维斯分校University of California-Davis加利福尼亚州38查看
26弗吉尼亚理工Virginia Polytechnic Institute and State University弗吉尼亚州76查看
26加州大学洛杉矶分校University of California-Los Angeles加利福尼亚州19查看
26莱斯大学Rice University德克萨斯州16查看
30理海大学Lehigh University宾夕法尼亚州53查看
30华盛顿大学University of Washington-Seattle Campus华盛顿州59查看
30加州大学圣地亚哥分校University of California-San Diego加利福尼亚州41查看
30马里兰大学帕克分校University of Maryland-College Park马里兰州63查看
30德州农工大学Texas A & M University-College Station德克萨斯州66查看
30弗吉尼亚大学University of Virginia-Main Campus弗吉尼亚州25查看
30凯斯西储大学Case Western Reserve University俄亥俄州42查看
37布朗大学Brown University罗得岛州14查看
37德雷塞尔大学Drexel University宾夕法尼亚州102查看
37爱荷华州立大学Iowa State University爱荷华州119查看
37杜克大学Duke University北卡罗来纳州8查看
41田纳西大学The University of Tennessee-Knoxville田纳西州115查看
41马萨诸塞大学安姆斯特分校University of Massachusetts-Amherst马萨诸塞州70查看
41纽约州立大学石溪分校Stony Brook University纽约州80查看
41亚利桑那州立大学Arizona State University-Tempe亚利桑那州115查看
41加州大学欧文分校University of California-Irvine加利福尼亚州33查看
46密歇根理工大学Michigan Technological University密歇根州136查看
46密歇根州立大学Michigan State University密歇根州85查看
46南加州大学University of Southern California加利福尼亚州22查看
46特拉华大学University of Delaware特拉华州89查看
46罗格斯大学Rutgers University-New Brunswick新泽西州56查看
46康涅狄格大学University of Connecticut康涅狄格州63查看
46东北大学Northeastern University马萨诸塞州44查看
46克莱姆森大学Clemson University南卡罗来纳州66查看
54匹兹堡大学University of Pittsburgh-Pittsburgh Campus宾夕法尼亚州70查看
54科罗拉多大学博尔德分校University of Colorado Boulder科罗拉多州96查看
54波士顿大学Boston University马萨诸塞州42查看
57圣路易斯华盛顿大学Washington University in St Louis密苏里州19查看
57亚利桑那大学University of Arizona亚利桑那州106查看
57达特茅斯学院Dartmouth College新罕布什尔州12查看
57密苏里科技大学Missouri University of Science and Technology密苏里州157查看
57犹他大学University of Utah犹他州119查看
57中佛罗里达大学University of Central Florida佛罗里达州165查看
57华盛顿州立大学Washington State University华盛顿州140查看
57范德堡大学Vanderbilt University田纳西州14查看
57阿尔弗雷德大学Alfred University纽约州-查看
66伊利诺伊大学芝加哥分校University of Illinois at Chicago伊利诺伊州129查看
67博伊西州立大学Boise State University爱达荷州-查看
67塔夫茨大学Tufts University马萨诸塞州27查看
67辛辛那提大学University of Cincinnati-Main Campus俄亥俄州147查看
70阿拉巴马大学The University of Alabama阿拉巴马州129查看
70加州大学河滨分校University of California-Riverside加利福尼亚州85查看
70俄勒冈州立大学Oregon State University俄勒冈州140查看
70德克萨斯大学达拉斯分校The University of Texas at Dallas德克萨斯州129查看
70罗彻斯特大学University of Rochester纽约州33查看
70北德克萨斯大学University of North Texas德克萨斯州230查看
70伍斯特理工学院Worcester Polytechnic Institute马萨诸塞州59查看
70纽约州立大学布法罗分校University at Buffalo纽约州89查看
78史蒂文斯理工学院Stevens Institute of Technology新泽西州70查看
78伊利诺伊理工大学Illinois Institute of Technology伊利诺伊州96查看
78奥本大学Auburn University阿拉巴马州115查看
78德克萨斯大学阿灵顿分校University of Texas–Arlington德克萨斯州221查看
82戴顿大学University of Dayton俄亥俄州127查看
82肯塔基大学University of Kentucky肯塔基州147查看
82南达科他州矿业技术学院South Dakota School of Mines and Technology南达科他州-查看
82内布拉斯加大学林肯分校University of Nebraska-Lincoln内布拉斯加州129查看
82威斯康星大学密尔沃基分校University of Wisconsin--Milwaukee威斯康星州230查看
82新泽西理工大学New Jersey Institute of Technology新泽西州106查看
82俄克拉荷马州立大学Oklahoma State University-Main Campus俄克拉荷马州157查看
82休斯敦大学University of Houston德克萨斯州171查看
90爱达荷大学University of Idaho爱荷华州165查看
90韦恩州立大学Wayne State University密歇根州205查看
90马萨诸塞大学洛威尔分校University of Massachusetts-Lowell马萨诸塞州157查看
90佛罗里达农工大学Florida A&M University佛罗里达州230查看
90杜兰大学Tulane University of Louisiana路易斯安那州44查看
90新墨西哥州采矿与技术研究所New Mexico Institute of Mining and Technology新墨西哥州-查看
90纽约州立大学宾汉姆顿分校Binghamton University纽约州80查看
90阿拉巴马大学伯明翰分校University of Alabama at Birmingham阿拉巴马州157查看
90内华达大学University of Nevada-Reno内华达州201查看

材料科学热门职位平均年工资

$0
机械工程师
$0
材料工程师
$0
材料科学家

男女比例

88 : 12

热门城市

底特律、纽约

奥斯汀、芝加哥、休斯顿

材料科学热门职位平均年工资

机械工程师:$63140

材料工程师:$53313

材料科学家:$53857

男女比例

88 : 12

热门城市

底特律、纽约

奥斯汀、芝加哥、休斯顿

未来发展趋势

随着人类进入新世纪和科学的发展,无论是工业领域、建筑领域、医用领域还是航空领域,材料学都面临着技术突破和重大产业发展机遇。同时以高分子材料、纳米材料、光电子材料、生物医用材料及新能源材料等为代表的新材料技术创新也显得异常活跃。很多日用化工类、机械加工类、石油化工、钢铁制造类企业都需要材料及相关工程方面的人才。

金属材料专业中,大多数人会选择继续深入研究,无机非金属材料还是有很大施展才华的空间,高分子材料发展十分迅速,所以申请这个专业的人数也稍微偏多,在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,就业前景很不错。电子信息材料是现在材料科学中的热门,所以申请人数也是多的,竞争也就为激烈。材料科学与工程专业学生毕业后可在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作。

申请常见问题Q&A

A:大部分排名前50的学校对于材料科学专业本科申请者的GPA要求建议3.5以上,托福成绩最低要求为100分,有竞争力的申请者的GPA一般在3.8以上,托福成绩一般在105分以上;排名50-100名的学校对于该专业申请者的GPA要求建议3.0以上,托福成绩一般在80分以上。但成绩只是录取参考因素的一部分,还需考虑申请者的其他条件。
A:是。材料科学专业属于STEM专业,该专业毕业生在完成学业之后有可能拥有长达36个月的OPT时间。
申请材料科学专业需要准备高中官方成绩单、毕业证书/在读证明、推荐信、托福考试成绩/雅思考试成绩、SAT考试/ACT考试成绩、财产证明、作品集、简历、以及个人称述等。不同学校对于该专业的申请者有不同的要求,具体的要求和需要注意的地方可以向续航教育专业顾问进行咨询,获取专业及时的解答。

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