美研｜材料科學與工程

自20 世紀 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、信息技術和生物技術并列為新技術革命的重要標志。進入21 世紀，以納米材料、超導材料、光電子材料、生物醫用材料以及新能源材料等為代表的新材料技術，正迎來一系列技術突破和重大的產業發展機遇。新材料領域的活躍創新，推動了材料科學與工程專業的蓬勃發展。如今，眾多工科和綜合院校紛紛開設該專業，滿足社會對新材料技術人才的需求。

在美國，材料科學與工程專業因其深厚的學術基礎和廣泛的應用前景，吸引了來自全球的眾多學子。對于有志投身這一領域的學生來說，深入了解美國材料科學與工程碩士申請的全攻略，是成功邁入這一高潛力領域的關鍵一步。

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

是一門跨學科的研究領域，專注于材料的制備、微觀結構與宏觀性能之間的關系。這一領域涵蓋了固體物理學、材料化學、應用物理和化學等多種學科理論，同時與化學工程、機械工程、土木工程和電機工程等工程學科密切相關。材料科學與工程不僅研究材料的基礎理論，還注重實驗技能的培養，旨在將這些知識應用于材料的合成、加工和性能優化等實際操作中。

材料科學與工程因其交叉學科的特性，在與其他學科結合時會衍生出新的分支。例如，與電子工程結合后，產生了電子材料；與機械工程結合后，發展出結構材料；與生物學結合后，催生了生物材料。這些不同領域的融合，推動了材料科學在多種應用中的廣泛發展。

專業細分

在美國，材料工程通常作為實驗性學科開設在工學院或理學院下，研究方向主要包括計算材料科學、無機非金屬材料、金屬材料、高分子材料、電子光學磁性材料及新興材料。

1計算材料科學

主要利用計算機模擬和分子動力學方法進行材料結構和性能的理論計算。它包括材料熱力學與動力學過程的模擬、超大分子材料的理論計算及復雜材料的統計力學研究。

2無機非金屬材料

是基礎材料的一種，包括結構陶瓷、功能陶瓷、耐火材料、玻璃和水泥等。研究內容涉及固體電解質材料的制備與性能研究、磁性材料與壓電陶瓷的開發、古陶瓷的研究等。

3金屬材料

包括鋼鐵、非晶態合金及功能性金屬。主要研究其微觀結構對材料力學與物理性能的影響，包括合金成分比例對硬度、韌性和拉伸強度的影響。涉及領域包括材料處理、粉末冶金及腐蝕防護等。

4高分子材料

高分子材料是當前發展最快的領域之一，廣泛應用于電子信息、生物醫藥、航天航空、汽車工業等。研究內容包括活性聚合、新材料的合成與開發、聚合物結構與性能、先進復合材料及納米材料等。

5電子、光學與磁性材料

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

6新興材料

包括納米材料、納米復合材料、生物材料及能源材料。這些材料在近幾年迅速發展，雖然申請難度較大，但就業前景廣闊，包括制藥、醫療器械及國防等領域。

學位設置

在美國，材料科學與工程專業通常隸屬于工程學院，并設有獨立的Department。各大學的學位設置有所不同，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）學位，其中的 MS 學位通常為職業導向型，適合畢業后直接進入職場；另一種則提供常規的碩士（MS）、工程碩士（MEng）和博士（PhD）學位。常規 MS 學位通常為期兩年，課程以授課為主，強調學術研究，畢業后既可以選擇就業，也可以繼續攻讀 PhD 學位；MEng 學位則為期一年，更注重實踐，主要面向就業市場。

就業情況

毫無疑問，材料科學與工程在現代工業生產中扮演著不可或缺的角色。由于材料的廣泛應用，這一領域與汽車、航空、能源、電子、醫療器械等多個行業緊密相關。根據美國勞工統計局的數據，材料科學與工程師的就業前景十分廣闊，預計未來十年的就業增長率將達到4%。

當前，材料科學與工程已經發展成為一個高度交叉的學科。材料的應用已經滲透到機械、電子、化工、建筑、能源、生物、冶金、交通運輸、信息科技等眾多領域，形成了多學科交融的發展格局。這使得材料工程專業的畢業生可以在政府經濟管理部門、建筑施工企業、房地產開發公司、工程咨詢公司、國際工程公司、金融投資機構等多個單位中從事工程管理或其他相關工作。同時，畢業生也可以選擇在高等院校或科研機構從事教學與科研工作。

常見職業方向

1) 金屬材料

多數畢業生會選擇繼續深入研究，常見的就業方向包括金屬材料的科研領域（如實驗室研究或教育崗位）或工業界的技術崗位（如鋼鐵公司、冶金、機械、軍工、航空航天等）。相比陶瓷材料，金屬材料的社會應用廣泛，就業前景較為樂觀。

2) 無機非金屬材料

雖然就業供需基本平衡，但在高級人才方面嚴重短缺，因此在這一領域仍然有廣闊的發展空間。

3) 高分子材料

由于高分子材料的發展迅速，申請人數也相對較多。該領域的畢業生可以從事科學研究、技術開發、工藝和設備設計、生產管理等工作，就業前景非常良好。

4) 電子、光學與磁性材料

這些是目前材料科學中的熱門領域，盡管申請人數多且競爭激烈，但從業者可以進入電子行業、研究機構或汽車行業等領域。

5) 產品開發與設計

材料工程專業的畢業生可以在水泥、石油化工、陶瓷制造、現代噴涂與包裝材料、航天航空等行業從事產品開發、設計及工程管理等工作。

6) 科研、教學與管理

學員還可以在各大高等院校、科研單位、政府經濟管理部門、工程咨詢公司以及金融投資等機構從事科學研究、教育教學和管理工作。

申請要求：

1背景要求

申請者通常需要具有相關領域的本科教育背景，這包括修讀過與材料科學密切相關的課程，并在本科階段參與了相關的科研項目和獲得顯著的成果。尤其是在美國，材料科學與工程專業特別重視申請者在本科階段所學習的課程內容和取得的科研成就。近年來被錄取的新生普遍具備扎實的數學、物理、電子學和計算機科學基礎。

對于那些希望轉專業申請MSE 的學生，一般可以考慮從以下專業轉入：電氣工程（Electrical Engineering）、機械工程（Mechanical Engineering）、化學工程（Chemical Engineering）、化學（Chemistry）以及物理（Physics）。

材料科學的基礎課程通常涵蓋數學、通信、計算機科學、自然科學（尤其是物理和化學）、人文科學、社會學、工程學和工程設計學等。

2GPA 與標化考試要求

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

· TOEFL：建議 100+

· GRE：建議 320+

3軟背景要求

在申請目時，研究經歷和實習經歷可以顯著提升申請的競爭力。尤其對于那些打算申請PhD 的學生來說，爭取發表論文將對申請產生極大的幫助。如果在研究背景或經歷方面有所欠缺，擁有與材料科學與工程相關的專業工作經驗能夠起到彌補作用。特別是如果申請者有參與或從事過新材料研究設計、材料應用等實際工作的經歷，并且能夠提供相關證明，這將極大增加獲得頂級學校青睞的機會。例如，在麻省理工學院、斯坦福大學等頂級學府的材料學研究生中，大約60% 的學生曾在 IBM、Intel、波音等國際知名公司擁有實習或全職工作的經驗。

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目標。如果你的目標是從事學術科研工作，那么攻讀博士學位是必不可少的。碩士學位的兩年學習時間通常不足以滿足這種需求，特別是在如材料科學等側重于學術研究的領域。博士生通常需要在實驗室和教師指導下長時間進行研究，才能接觸到最新的學術成果。許多學校在材料科學（MSE）專業的學位設置中，僅提供博士項目，即使有碩士學位的選擇，國際生也不容易被錄取。

此外，根據海外學生的反饋，材料科學碩士項目的就業機會相對有限。僅僅完成一兩年的課程學習，對就業的幫助并不大。因此，對于有意申請材料科學博士項目的學生來說，學校會更加重視申請者的科研背景。建議重點提升科研能力，并確保GRE/GMAT 成績符合學校要求。同時，不要僅關注材料科學專業，可以考慮申請相關的交叉學科專業。近年來，國內材料科學專業的申請人數不斷增加，而美國材料科學領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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