超详细美国材料科学与工程专业研究方向介绍

申请材料科学与工程专业的学生绝大多数是申请美国研究生学位。美国材料科学与工程专业下研究方向很多，如今传统材料工艺不断精进，加上伴随时代的发展出现的很多交叉性热门研究方向，申请者该如何选择自己的研究领域呢？今天彬彬教育专家为大家详细介绍材料科学与工程专业的分支方向。

材料其实是一门高度交叉的学科，与电子工程结合，则衍生出电子材料，与机械结合则衍生出结构材料，与生物学结合则衍生出生物材料等等。

这个专业可按多种方法进行分类。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；按实际应用常分为结构材料和功能材料。

美国学校开设的材料科学与工程的研究生项目主要有以下研究方向：

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、功能金属等，此方向主要研究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。

金属材料方向是材料领域最古老最传统的方向，申请人数并不多，竞争不太激烈，申请者一般都是国内大学里金属材料或相关专业的学生。

未来就业范围是在钢铁公司、冶金、机械、军工、航空航天、仪表等行业的公司。

无机非金属材料Ceramic Materials

无机非金属材料也属于比较传统的方向，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。

未来就业方向是去建设单位、设计院、研究所、建筑施工及管理企业、质检机构。

计算材料科学Computational Materials Science

计算材料科学主要用计算机模拟以及分子动力学的方法进行材料结构、特性的模拟和理论计算、材料热力学和动力学过程的模拟、超大大分子材料的理论计算、复杂材料的统计力学计算等等。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。

就业方向一般是去大学任教，继续从事理论方面的研究，这个方向的申请人数较少，竞争不激烈。这个领域的PhD项目学习难度大，完成学位时间长。

高分子材料Polymer Materials

高分子材料研究内容包括生物材料、导电高分子材料、生物高分子材料、自组织生物材料、水溶胶以及高分子材料的制备以及高分子材料加工-形貌-特性的关系的研究。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。

高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一，高分子材料已广泛应用到电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等各个领域。很多美国大学都在高分子的研究领域投入了巨大的科研力量，这个领域不像金属材料，经过上百年的发展已经到了非常成熟的地步。高分子的兴起才几十年，研究成果层出不穷，高分子导电、软光刻技术的发展对电子工业的发展起到了巨大的推动作用。这个方向相对较热门，因此这个方向的竞争是比较激烈的，申请难度比较大。申请者最好有比较好的科研经历。了解名校科研项目

未来就业方向在研究所、设计院、日化公司、汽车、电子电气、航空航天等企业。

电子、光学、磁性材料Electronic Materials, Photonic Materials, Magnetic Materials

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。此方向是现在材料科学中最大的热门，所以申请人数也是最多的，竞争也就最为激烈。不管是从硬件条件和软件条件都有很高的要求，申请者在具备扎实的数学、物理、外语、电子学和计算机科学基础的同时，需要具备熟练的实验技能。

未来就业方向可去电子业、研究机构、汽车等行业。现在微电子方向发展很好，所以这个方向就业前景非常乐观。

纳米材料Nano Materials

纳米科技是研究由尺寸在0.1至100纳米之间的物质组成的体系的运动规律和相互作用以及可能的实际应用中的技术问题的科学技术。可衍生出纳米电子学、机械学、生物学、材料学加工学等。

纳米材料的应用前景是十分广阔的，如纳米电子器件、医学和健康、航天、航空和空间探索、环境、资源和能量、生物技术等。

生物材料Biomaterials

生物材料是用来对人体组织和器官进行诊断、治疗、修复或增进其功能的先进材料，又称生物医用材料。生物材料是材料科学领域中正在发展的多种学科相互交叉渗透的领域，其研究内容涉及材料科学、生命科学、化学、生物学、解剖学、病理学、临床医学、药物学等学科，同时还涉及工程技术和管理科学的范畴。现代医学正向再生和重建被损坏的人体组织和器官、恢复和增进人体生理功能、个性化和微创治疗等方向发展。传统的无生命的医用金属、高分子、生物陶瓷等常规材料已不能满足医学发展的要求，生物医学材料科学与工程面临着新的机遇与挑战。

未来，生物医用材料的市场占有率大有可能将赶上药物市场。因此，我国生物医用材料的研临床应用研究和推广应用有很大的发展前景。

能源材料Energy Materials

在新材料领域，能源材料指的是那些正在发展的、可能支持建立新能源系统满足各种新能源及节能技术的特殊要求的材料。能源材料大体上按照使用目的可以把能源材料分成能源工业材料、新能源材料、节能材料、储能材料等。

随着科技的不断发展，绿色环保观念、可持续发展的理念也不断深入人心，不可再生能源的逐步减少也促使人类寻求新型能源，例如现在新能源汽车的普及，新能源材料也会持续快速发展。

以上就是对材料科学与工程专业研究方向的介绍，希望大家有所收获。如需了解更多材料科学与工程专业的介绍和美国名校推荐，欢迎在线联系彬彬教育专家。