【工学】材料科学与工程

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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)

相关专业排名:航空航天工程专业排名生物/农业工程专业排名生物医学工程专业排名化学工程专业排名土木工程专业排名计算机工程专业排名电气工程专业排名环境工程专业排名工业工程专业排名机械工程专业排名石油工程专业排名

USNews美国大学工程学院=>材料工程专业排名(研究生)

相关专业排名:化学工程专业排名土木工程专业排名计算机工程专业排名环境工程专业排名机械工程专业排名航空航天工程专业排名生物/农业工程专业排名生物医学工程专业排名电气工程专业排名工业工程专业排名核工程专业排名石油工程专业排名

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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