金屬材料 Metallic Materials

研究內(nèi)容主要包括鋼鐵材料，以及其他合金比如TiAl，NiAl等金屬間化合物和非晶態(tài)合金，主要研究合金的相變，微觀組織對金屬材料力學(xué)和物理性能的影響，金屬基復(fù)合材料的組織和性能的關(guān)系，材料的失效分析等等。

申請分析：這個方向是材料領(lǐng)域最古老最傳統(tǒng)的方向，競爭不是很激烈，對GPA以及GT成績的要求都不是很高，申請者一般都是國內(nèi)大學(xué)里金屬材料或者金相專業(yè)的學(xué)生，即使學(xué)校一般，GPA在3.0 左右，TOEFL600左右，GRE1250左右，都比較容易獲得TOP100之內(nèi)學(xué)校這個方向的PhD全獎。當然這個專業(yè)申請的人并不多，將來的就業(yè)范圍基本上就是金屬材料的科研領(lǐng)域，社會上的實用性比較差，就業(yè)前景不太好。

無機非金屬材料Ceramic Materials

研究內(nèi)容主要包括陶瓷材料的制備研究，如粉末冶金法，高溫?zé)Y(jié)法等等，以及陶瓷基復(fù)合材料的組織和性能的關(guān)系，還有一些功能套磁的研究，例如鐵電陶瓷，壓電陶瓷等等。

申請分析：這個專業(yè)方向也屬于比較傳統(tǒng)的方向，申請人數(shù)不是很多，不過近幾年，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)對經(jīng)濟產(chǎn)生了比較大的影響，目前在這個領(lǐng)域的研究非常活躍。因此這個申請方向比金屬材料競爭激烈，不過申請的人數(shù)不是很多，將來就業(yè)的前景比金屬材料要好，不僅可以在科研機構(gòu)搞研究，而且某些陶瓷材料比如高溫超導(dǎo)材料已經(jīng)實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，就業(yè)的前景還是比較好的。

高分子材料 Polymer/Organic Materials

研究內(nèi)容包括生物材料，導(dǎo)電高分子材料，生物高分子材料，自組織生物材料，水溶膠以及高分子材料的制備以及高分子材料加工－形貌－特性的關(guān)系的研究。

申請分析：最近幾年高分子材料的發(fā)展非常迅速，有很多美國大學(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)展對電子工業(yè)的發(fā)展起到了巨大的推動作用。因此這個方向的競爭是比較激烈的。申請這個方向的學(xué)生一般來自高分子材料專業(yè)，還有化學(xué)系和化工系的學(xué)生。

電子，光學(xué)與磁性材料 Optical, Electronic and Magnetic Materials

這個方向主要研究半導(dǎo)體材料和器件，光電子材料和器件，磁性薄膜材料和器件，薄膜的生長，表面和界面的電子特性，微電子加工技術(shù)。

申請分析：這個研究方向是材料領(lǐng)域中競爭最激烈的方向，它和電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有非常密切的關(guān)系，目前半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)更新非常迅速，半導(dǎo)體芯片的發(fā)展非常迅速，這個研究方向是半導(dǎo)體芯片制造的重要基礎(chǔ)。因此未來的就業(yè)前景是非常樂觀的。

計算材料科學(xué) Computational Materials Science

主要是利用Monte Carlo模擬以及分子動力學(xué)的方法進行材料結(jié)構(gòu)，特性的模擬和理論計算，材料熱力學(xué)和動力學(xué)過程的模擬，超大大分子材料的理論計算，復(fù)雜材料的統(tǒng)計力學(xué)計算等等。

申請分析：這個領(lǐng)域主要是理論研究，申請的人比較少，競爭不激烈。這個領(lǐng)域PhD學(xué)習(xí)難度比較大，完成學(xué)位的時間比較長，最短也要5年，一般都是6年。就業(yè)前景很差。

♦ 材料科學(xué)發(fā)展的新興方向：

最近10幾年，材料科學(xué)的發(fā)展具有高度交叉的特點，很多從事材料研究的學(xué)者都來自物理，化學(xué)，生物，電子工程等不同的背景。目前最尖端的材料研究領(lǐng)域是納米線，納米碳管的研究，以及半導(dǎo)體量子點，量子阱材料的研究以及MEMS（微機電系統(tǒng)）的研究，比如納米齒輪，納米機器人等等，這些領(lǐng)域都是材料科學(xué)的研究范疇，但是又和其他學(xué)科有密切的聯(lián)系。

♦ 申請材料類專業(yè)時需要注意的問題：

美國有材料科學(xué)的大學(xué)分別有自己不同的特點，從名稱上看都叫材料科學(xué)與工程，但實際上不同的學(xué)校研究的方向和側(cè)重點有很大的差別，不同學(xué)術(shù)背景的申請者應(yīng)該選擇適合自己的學(xué)校申請。下面對美國開設(shè)材料科學(xué)與工程的學(xué)校進行分類說明。

1、綜合材料類，這類學(xué)校是指上述所有領(lǐng)域的研究方向全部包括的學(xué)校，這些學(xué)校的綜合排名和專業(yè)排名都非常高，申請難度比較大：

University of Illinois-Urbana Champaign 專業(yè)排名2

University of California at Berkley     專業(yè)排名6

MIT                                     專業(yè)排名1

Northwestern University                 專業(yè)排名3

Pennsylvania State University           專業(yè)排名9

Georgia Institute of Technology         專業(yè)排名11

Cornell University                       專業(yè)排名9

2、偏重金屬材料方向的學(xué)校，這類學(xué)校的材料科學(xué)與工程系主要偏重粉末冶金，凝固與鑄造，合金相變，磁性材料的性能與制備，材料的力學(xué)性能等等。這類學(xué)校主要有University of Tennessee, Michigan Tech, New Mexico Institute of Mines and Tech, University of Connecticut,

 University of Missouri-Rolla, Purdue University, Case Western Reserve University, Michigan State University, Auburn University, 

Worcester Polytechnic Institute. 這類學(xué)校適合那些從事傳統(tǒng)金屬材料學(xué)習(xí)和研究的申請者。

3、偏重于高分子類材料的學(xué)校，University of Virginia, University of Delaware, University of California-Davis, Clemson University，SUNY-Stony Brook.這些學(xué)校適合那些在中國從事高分子材料或者化學(xué)，化工背景的申請者。

4、高度交叉類的學(xué)校，偏重于新興納米材料，半導(dǎo)體材料，納米光電子材料的學(xué)校。這類學(xué)校材料系研究的都是非常前沿的課題，他們的課題和教授都和其他的院系有非常緊密的聯(lián)系，充分體現(xiàn)了當前材料研究的高度交叉性。

推薦院校：

Princeton University

專門有普林斯頓材料研究院PRISM，主要從事納米光電子，納米量子材料了器件的研究，申請者不僅要有扎實的材料基礎(chǔ)，同時還必須有非常強的物理電子學(xué)背景，申請的難度很大。University of California-San Diego

這個學(xué)校的材料系是不同的院系組合起來的，沒有專門的材料系的faculty，幾乎所有的項目都來自不同的院系。這樣的材料系適合具有物理，化學(xué)，電子工程等專業(yè)背景，并偏重材料研究的申請者，對于專門學(xué)習(xí)材料專業(yè)的申請者不是非常合適。

Columbia University

材料系是固體物理系和地質(zhì)科學(xué)與采礦系共同組建的，主要從事半導(dǎo)體材料的研究，偏重于從固體物理的角度研究材料的特性，因此比較適合物理背景的申請者。材料系的申請者物理基礎(chǔ)比較單薄，申請比較困難。