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美国材料科学专业学科分支有哪些?

上传时间:2022-05-10 15:52:51浏览量:428

在美国理工类申请中,电气工程、计算机科学、材料科学与工程绝对是三大热门专业。下面上海托普仕Albert老师给大家分享一下美国材料科学专业学科分支的相关内容。

美国材料科学专业学科分支.png

  一、学科分支

  按物理化学属性分为金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料和复合材料

  按用途分为电子材料、宇航材料、建筑材料、能源材料、生物材料

  实际应用中又常分为结构材料和功能材料

  总体上看,一般偏理论和传统的学科是比较好申请的,应用方面、新兴热门是比较难申请的,比如金属材料、材料计算科学相对来说比较好申请,而无机非金属材料、电子、光学材料、高分子材料是比较难申请的。

  1、金属材料 Metallic Materials

  金属材料是最传统的材料如钢铁材料、非晶态合金、结构金属材料、功能金属,它们的微观结构对材料力学和物理性能影响,合金中不同成份比例对材料硬度、韧性、拉伸强度的影响。主要课程有当代材料、材料科学和工程介绍、金属处理、粉末冶、金腐蚀与防护等。这个方向比较传统,竞争不太激烈,要求在国内大学里有金属材料的背景。就业方向是在钢铁公司、冶金、机械、军工、航空航天、仪表等行业的公司。

  2、计算材料科学 Computational Materials Science

  主要用计算机模拟以及分子动力学的方法进行材料结构、特征模拟、复杂材料的统计力学、大分子材料理论。主要是理论方面的研究,需要有数学、线性代数、统计学的背景。课程设置有材料原理、混乱和损坏理论、量子力学与分子动态仿真、仿真和纳米模型系统、计算机模型、完整的微电子器件装置。申请人较少,Ph.D.学习难度大,完成学位时间长,一般需要6年的时间,甚至有些课题需要7年,就业一般是去大学任教继续从事理论方面的研究。

  3、无机非金属材料 Ceramic Materials

  主要研究水泥、玻璃、光导纤维、非金属矿、绝缘材料、功能陶瓷如压电陶瓷,由于陶瓷材料耐高温、耐磨、硬度大在无机非金属材料中应用最广泛。这几年无机非金属材料要比金属材料发展迅速,尤其是陶瓷方面竞争比较激烈。主要课程有工程力学、材料科学、工程材料介绍机械制图、陶瓷材料介绍等。将来就业可以去建设单位、设计院、研究所、建筑施工及管理企业、质检机构。

  4、高分子材料 Polymer Materials

  主要研究橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料以及这些材料的制备、表征、加工、形貌、特性。主要课程有当代材料、材料选择、聚合物科学和工程介绍、高分子合成介绍、高分子材料、高分子物理、高分子化学。近些年高分子材料发展迅速应用到生活中的各个领域,高分子材料发展时间不长,所以研究成果多,申请难度比较大,对于硕士毕业申请Ph.D.的,美国教授主要看重的是研究经历、论文发表。对于直接从本科毕业申请Ph.D.的,在保持硬件好的条件下,尽量多去参加一些项目和学术交流,为personal statement和Curriculum Vitae积累素材,至于奖学金,Ph.D.的拿奖率大于Master,但是学习时间会比较长,不过这个专业的回报率还是比较高的。就业可以在研究所、设计院、日化公司、汽车、电子电气、航空航天等企业。

  5、电子、光学、磁性材料

  主要研究光学与光谱学、液晶、聚合物二级管、光电池和光子晶体、半导体材料和装置、磁存储器、磁性薄膜及磁性发电机装置、压电晶体的表面和界面特性。主要课程有量子力学、材料化学、势力学及阶段均衡、结构固定的缺点、材料的机械性能、电子学、热力学、非结晶固定、高分子物理、材料成像、电子电磁材料。这个方向竞争最激烈,由于现在社会朝微电子方向发展,所以就业前景非常乐观,可以去电子业、研究机构、汽车等行业。

  6、新兴材料

  主要包括纳米材料、纳米复合材料、生物材料、能源材料,这些材料都是最近几年开始迅猛发展,申请难度比较大,需要申请者有很好的物理、生物、化学背景,但是就业非常好,可以去制药厂、医疗器材、国防机构等。

  二、就业前景

  现在的材料科学与工程学科是多学科性的,由于材料的应用越来越广泛,并渗透到各行业,许多领域都与材料的制备、性质、应用等密切相关,使得材料成为机械、电子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通运输、信息科技等行业的基础,并与这些相关学科交叉发展。由此,使得材料工程专业就业十分广泛,可在政府经济管理部门或建设单位、设计单位、建筑施工企业、工程建设监理单位、房地产开发企业、工程咨询公司、国际工程公司、投资与金融等单位从事工程管理等工作,也可在高等学校或科研机构从事相关专业教学或科研工作。

  学生毕业后可到高分子材料及高分子复合材料成型加工、高分子合成、化学纤维、新型建筑装饰材料、现代喷涂与包装材料、汽车、家用电器、电子电气、航空航天等企业从事设计、新产品开发、生产管理、市场经营及贸易部门工作,也可以到高等学校、科研单位从事科学研究与教学工作,还可以到政府部门从事行政管理、质量监督等工作。

  我国新兴材料起步较晚,但近年来发展很快,呈逐年上升的趋势,与世界发达国家水平相比,我国高分子材料的品种、产量、制造工艺、技术水平和人均消耗量均存在非常大的差距,研究能力比发达国家落后近10年,产业化能力比发达国家落后近20年。由此可见,我国材料产业的研究力量和技术水平都还比较落后,急需具有开阔视野,有很强的工程实践能力,勇于探索,具有吃苦耐劳精神,有创新思维、创新能力高素质人才。从我国材料发展可以看出,材料科学与工程发展过程正遵循着从宽广到细分,又从细分到综合的科学发展普遍规律,也体现了社会需求与材料科学与工程学科专业结构、人才素质之间的相互作用关系。

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