概要：材料工程專業(yè)的研究方向可大致分為五類：計(jì)算機(jī)材料科學(xué)，無機(jī)非金屬材料，金屬材料，高分子材料，納米材料。

知識(shí)點(diǎn)名稱：材料工程專業(yè)的研究方向

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)材料科學(xué),無機(jī)非金屬材料,金屬材料,高分子材料,納米材料

相關(guān)概念和介紹：

材料工程專業(yè)的研究方向可大致分為五類：計(jì)算機(jī)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)與磁性材料。

1. 計(jì)算材料科學(xué) Computational Materials Science計(jì)算機(jī)材料科學(xué)主要是利用計(jì)算機(jī)模擬以及分子動(dòng)力學(xué)的方法進(jìn)行材料結(jié)構(gòu)，特性的模擬和理論計(jì)算，材料熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)過程的模擬，超大分子材料的理論計(jì)算，復(fù)雜材料的統(tǒng)計(jì)力學(xué)計(jì)算等等。這個(gè)領(lǐng)域主要是理論研究，申請(qǐng)的人比較少，競(jìng)爭(zhēng)不激烈。這個(gè)領(lǐng)域 D 學(xué)習(xí)難度比較大，完成學(xué)位的時(shí)間比較長(zhǎng)，最短也要 5 年，一般都是 6 年。就業(yè)前景一般，職位一般集中于美國(guó)幾個(gè)大型的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，如：橡樹嶺（Oak Ridge）國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等。
2. 無機(jī)非金屬材料 Ceramic Materials無機(jī)非金屬材料是三大基礎(chǔ)材料之一，包括結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、日用陶瓷，耐火材料、玻璃、水泥等。研究?jī)?nèi)容主要包括固體電解質(zhì)材料的制備，結(jié)構(gòu)和性能研究；結(jié)構(gòu)陶瓷的制備，組織結(jié)構(gòu)和性能的研究；磁性材料、電性材料、壓電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷等功能材料的制備和研究;古陶瓷和日用陶瓷的研究和開發(fā)；高溫陶瓷、耐火材料的制備和開發(fā)等。該專業(yè)方向比金屬材料難申請(qǐng)。近幾年，陶瓷領(lǐng)域的發(fā)展比金屬材料要迅速很多，例如，高溫超導(dǎo)陶瓷材料的發(fā)現(xiàn)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了比較大的影響，目前在這個(gè)領(lǐng)域的研究非?；钴S。因此這個(gè)申請(qǐng)方向比金屬材料競(jìng)爭(zhēng)激烈，將來就業(yè)主要是在科研機(jī)構(gòu)搞研究。該方向 GPA 要求 0 以上，基于申請(qǐng)的不同學(xué)位，學(xué)校會(huì)對(duì)申請(qǐng)者有特殊的要求。在申請(qǐng)過程中，Research Experiences，Internship 和論文有會(huì)對(duì)申請(qǐng)有一定促進(jìn)作用，不同等級(jí)的學(xué)校在要求上會(huì)有所不同，這個(gè)專業(yè)申請(qǐng)的人數(shù)相對(duì)于申請(qǐng)金屬材料的人略多一點(diǎn)，目前該專業(yè)就業(yè)狀況供求基本平衡，但在從事更高層次的材料人才卻比較短缺。無機(jī)非金屬里玻璃方向的就業(yè)比其他陶瓷方向要樂觀，陶瓷材料包括功能陶瓷正逐漸淡出工業(yè)界。
3. 金屬材料 Metallic Materials金屬材料是最傳統(tǒng)的材料如鋼鐵材料、非晶態(tài)合金、結(jié)構(gòu)金屬材料、功能金屬，主要研究它們的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料力學(xué)和物理性能影響，合金中不用成分比例對(duì)材料硬度、韌性、拉伸強(qiáng)度的影響。材料科學(xué)和工程介紹、金屬處理、粉末冶金、腐蝕和防護(hù)等。這個(gè)方向是材料領(lǐng)域最古老最傳統(tǒng)的方向，美國(guó)風(fēng)氣偏新材料而非傳統(tǒng)材料，所以申請(qǐng)美國(guó)競(jìng)爭(zhēng)不是很激烈，對(duì) GPA 以及 GT 成績(jī)的要求不是很高，申請(qǐng)者一般都是國(guó)內(nèi)大學(xué)金屬材料及相關(guān)專業(yè)的學(xué)生，即使學(xué)校一般，GPA 3.0左右，TOEFL 90左右，GRE 310左右，一般都可以獲得 TOP100 學(xué)校的錄取。該方向申請(qǐng)人數(shù)不多，就業(yè)方向基本有二：金屬材料的科研領(lǐng)域，留在實(shí)驗(yàn)室或做老師；進(jìn)工業(yè)界做技術(shù)人員，如鋼鐵公司、冶金、機(jī)械、軍工、航空航天、儀表等行業(yè)。金屬材料在美國(guó)的就業(yè)前景比陶瓷材料要好很多，社會(huì)實(shí)用性強(qiáng)，就業(yè)前景比較樂觀。
4. 高分子材料 Polymer高分子材料是當(dāng)今世界發(fā)展最迅速的產(chǎn)業(yè)之一，高分子材料已廣泛應(yīng)用到電子信息、生物醫(yī)藥、航天航空、汽車工業(yè)、包裝、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。研究?jī)?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、反應(yīng)性加工、先進(jìn)復(fù)合材料及應(yīng)用、超細(xì)材料及納米材料、生物材料、新型功能材料、化學(xué)建材和化學(xué)纖維等。高分子材料是當(dāng)今世界發(fā)展最迅速的產(chǎn)業(yè)之一，高分子材料已廣泛應(yīng)用到電子信息、生物醫(yī)藥、航天航空、汽車工業(yè)、包裝、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。最近幾年高分子材料的發(fā)展非常迅速，有很多美國(guó)大學(xué)都在高分子的研究領(lǐng)域投入了巨大的科研力量，這個(gè)領(lǐng)域不像金屬材料，經(jīng)過上百年的發(fā)展已經(jīng)到了非常成熟的地步。高分子的興起才幾十年，研究成果層出不窮，高分子導(dǎo)電，軟光刻技術(shù)的發(fā)展對(duì)電子工業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動(dòng)作用。這個(gè)方向的競(jìng)爭(zhēng)還是比較大的。一般來說需要有物理或者化學(xué)以及跟高分子交叉的專業(yè)背景，平均分情況是：GPA >3.4, GREQ>160, TOEFL>88 (美國(guó)牛校會(huì)比平均分高)。研究生申請(qǐng)高分子材料 PhD，Research Experiences 和 Internship 會(huì)比申請(qǐng)者硬件條件更重要，所以硬件條件一般的學(xué)生可以在 Research Experiences, Internship, Paper 上多下功夫。本科生申請(qǐng) PhD，要在保證硬件條件很好的情況下，盡可能的去多進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做項(xiàng)目，為自己的 Resume 積累素材。關(guān)于獎(jiǎng)學(xué)金，PhD 的拿獎(jiǎng)率大于 Master，所以學(xué)習(xí)時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)，但是這個(gè)專業(yè)的回報(bào)率還是比較高的。就業(yè)方面可以從事科學(xué)研究、技術(shù)開發(fā)、工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)及經(jīng)營(yíng)管理等方面工作。電子、光學(xué)與磁性材料 Optical, Electronic and Magnetic Materials 主要研究光學(xué)與光譜學(xué)、液晶、聚合物二級(jí)管、光電池和光子晶體、半導(dǎo)體材料和裝置、磁存儲(chǔ)器、磁性薄膜及磁性發(fā)電機(jī)裝置、壓電晶體的表面和界面特性。主要課程有量子力學(xué)、材料化學(xué)、勢(shì)力學(xué)及階段均衡、結(jié)構(gòu)固定的缺點(diǎn)、材料的機(jī)械性能、電子學(xué)、熱力學(xué)、非結(jié)晶固定、高分子物理、材料成像、電子電磁材料。該專業(yè)在很多學(xué)校都是在EE下面，作為Material ?Science與EE的交叉學(xué)科，所以光電和磁學(xué)物理的同學(xué)可以直接申請(qǐng)。該專業(yè)是現(xiàn)在材料科學(xué)中最大的熱門，申請(qǐng)人數(shù)最多，競(jìng)爭(zhēng)也就最為激烈。硬件條件和軟件條件都有很高的要求。申請(qǐng)者在具備扎實(shí)的數(shù)學(xué)、物理、外語(yǔ)、電子學(xué)和計(jì)算機(jī)科學(xué)基礎(chǔ)的同時(shí)，需要具備熟練的實(shí)驗(yàn)技能。由于現(xiàn)在社會(huì)朝微電子方向發(fā)展，所以就業(yè)前景是材料專業(yè)里最為樂觀的，可以去電子業(yè)、研究機(jī)構(gòu)、汽車等行業(yè)。
5. 納米材料Nanometer Materials納米材料科學(xué)的內(nèi)容包含納米材料學(xué)、納米電子學(xué)、納米生物學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米加工學(xué)、納米光子學(xué)、納米檢測(cè)與表征。而納米材料與技術(shù)又是這些分支學(xué)科的共同交點(diǎn)，是納米科技的核心和基礎(chǔ)。通常納米材料與半導(dǎo)體材料相關(guān)，與EE高度重合，申請(qǐng)這個(gè)方向的同學(xué)可以去關(guān)注學(xué)校的 EE 方向是否有相關(guān)的分支。就目前納米科技整體發(fā)展?fàn)顩r而言，歐、美、日已大力發(fā)展多年，截至 2007 年初，美國(guó)已投入 56 億美元用于納米技術(shù)的研發(fā)，而日本每年用于納米技術(shù)研究的投資也在 5億美元左右。國(guó)內(nèi)的納米科技研究剛開始不久，無論是科研水平以及與市場(chǎng)的契合度，與歐美日差距都還很大。但是差距大也意味著潛力、空間大，一旦納米技術(shù)進(jìn)入生活，這方面的專業(yè)人才需求量肯定會(huì)急劇上升。納米材料人才主要承擔(dān)工作任務(wù)為納米材料表征、石墨烯及碳納米材料研發(fā)、納米材料改性、納米材料合成、無機(jī)納米材料制備以及交叉學(xué)科納米材料應(yīng)用。納米材料與技術(shù)專業(yè)畢業(yè)生一般都可以在科研院校及納米材料、黏合劑、涂料、電鍍、陶瓷等相關(guān)領(lǐng)域從事相關(guān)產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)和檢測(cè)等工作。與材料專業(yè)方面的學(xué)生基本有著相似的職業(yè)發(fā)展道路?？偟膩碚f，納米材料專業(yè)同學(xué)可以有以下去處：一是進(jìn)入研究院從事納米材料研發(fā)工作，這是納米材料人才繼續(xù)本領(lǐng)域內(nèi)研究的主要途徑。二是選擇進(jìn)入納米材料行業(yè)企業(yè)。三是進(jìn)入傳統(tǒng)材料相關(guān)企業(yè)。

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