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金属材料
MetallicMaterials
研究内容主要包括钢铁材料，以及其他合金比如 TiAl ， NiAl 等金属间化合物和非晶态合金，主要研究合金的相变，微观组织对金属材料力学和物理性能的影响，金属基复合材料的组织和性能的关系，材料的失效分析等等。
申请分析： 这个方向是材料领域最古老最传统的方向，竞争不是很激烈，对 GPA 以及 GT 成绩的要求都不是很高，申请者一般都是国内大学里金属材料或者金相专业的学生，即使学校一般， GPA 在 3.0 左右， TOEFL600 左右， GRE1250 左右，都比较容易获得 TOP100 之内学校这个方向的 PhD 全奖。当然这个专业申请的人并不多，将来的就业范围基本上就是金属材料的科研领域，社会上的实用性比较差，就业前景不太好。
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无机非金属材料
CeramicMaterials
研究内容主要包括陶瓷材料的制备研究，如粉末冶金法，高温烧结法等等，以及陶瓷基复合材料的组织和性能的关系，还有一些功能套磁的研究，例如铁电陶瓷，压电陶瓷等等。
申请分析：这个专业方向也属于比较传统的方向，申请人数不是很多，不过近几年，陶瓷领域的发展比金属材料要迅速很多，例如，高温超导陶瓷材料的发现对经济产生了比较大的影响，目前在这个领域的研究非常活跃。因此这个申请方向比金属材料竞争激烈，不过申请的人数不是很多，将来就业的前景比金属材料要好，不仅可以在科研机构搞研究，而且某些陶瓷材料比如高温超导材料已经实现了产业化，就业的前景还是比较好的。
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高分子材料
Polymer/OrganicMaterials
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。
申请分析：最近几年高分子材料的发展非常迅速，有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。因此这个方向的竞争是比较激烈的。申请这个方向的学生一般来自高分子材料专业，还有化学系和化工系的学生。
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电子，光学与磁性材料
Optical,Electronic an Magnetic Materials
这个方向主要研究半导体材料和器件，光电子材料和器件，磁性薄膜材料和器件，薄膜的生长，表面和界面的电子特性，微电子加工技术。
申请分析：这个研究方向是材料领域中竞争最激烈的方向，它和电子产业的发展有非常密切的关系，目前半导体领域的技术更新非常迅速，半导体芯片的发展非常迅速，这个研究方向是半导体芯片制造的重要基础。因此未来的就业前景是非常乐观的。
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计算材料科学
ComputationalMaterials Science
主要是利用 MonteCarlo 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。
申请分析：这个领域主要是理论研究，申请的人比较少，竞争不激烈。这个领域 PhD 学习难度比较大，完成学位的时间比较长，最短也要 5 年，一般都是 6 年。就业前景很差。
材料科学发展的新兴方向
最近十几年，材料科学的发展具有高度交叉的特点，很多从事材料研究的学者都来自物理，化学，生物，电子工程等不同的背景。目前最尖端的材料研究领域是纳米线，纳米碳管的研究，以及半导体量子点，量子阱材料的研究以及 MEMS（微机电系统）的研究，比如纳米齿轮，纳米机器人等等，还有生物材料，比如人造器官，药物载体等等。
这些领域都是材料科学的研究范畴，但是又和其他学科有密切的联系。
材料类专业的特点分析
美国有材料科学的大学分别有自己不同的特点，从名称上看都叫材料科学与工程，但实际上不同的学校研究的方向和侧重点有很大的差别，不同学术背景的申请者应该选择适合自己的学校申请。下面对美国开设材料科学与工程的学校进行分类说明。
1．综合材料类
这类学校是指上述所有领域的研究方向全部包括的学校，这些学校的综合排名和专业排名都非常高，申请难度比较大：
University of Illinois-UrbanaChampaign
University of California atBerkley
MIT
Northwestern University
Pennsylvania StateUniversity
Georgia Institute of Technology
CornellUniversity
2．偏重金属材料方向的学校
这类学校的材料科学与工程系主要偏重粉末冶金，凝固与铸造，合金相变，磁性材料的性能与制备，材料的力学性能等等。
这类学校主要有
University of Tennessee, Michigan Tech,
New Mexico Institute of Mines an Tech,
University of Connecticut,
University of Missouri-Rolla,
PurueUniversity,
Case Western Reserve University,
Michigan State University,
Auburn University,
Worcester Polytechnic Institute.
这类学校适合那些从事传统金属材料学习和研究的申请者。
3．偏重于高分子类材料的学校
University of Virginia,
Universityof Delaware,
University of California-Davis,
Clemson University，
SUNY-Stony Brook.
这些学校适合那些在中国从事高分子材料或者化学，化工背景的申请者。
4．高度交叉类的学校，偏重于新兴纳米材料，半导体材料，纳米光电子材料的学校。
这类学校材料系研究的都是非常前沿的课题，他们的课题和教授都和其他的院系有非常紧密的联系，充分体现了当前材料研究的高度交叉性。
Princeton University（专门有普林斯顿材料研究院PRISM，主要从事纳米光电子，纳米量子材料了器件的研究，申请者不仅要有扎实的材料基础，同时还必须有非常强的物理电子学背景，申请的难度很大）
University of California-San Diego(这个学校的材料系是不同的院系组合起来的，没有专门的材料系的faculty，几乎所有的项目都来自不同的院系。这样的材料系适合具有物理，化学，电子工程等专业背景，并偏重材料研究的申请者，对于专门学习材料专业的申请者不是非常合适)
Columbia University（材料系是固体物理系和地质科学与采矿系共同组建的，主要从事半导体材料的研究，偏重于从固体物理的角度研究材料的特性，因此比较适合物理背景的申请者。材料系的申请者物理基础比较单薄，申请比较困难）
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