解析美国材料科学与工程专业
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解析美国材料科学与工程专业

2020-10-18...

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今天详细分析一下材料科学与工程专业有哪些分支、就业如何。

专业简介

材料科学与工程专业是以材料学、化学、物理学为基础,系统学习材料科学与工程专业的基础理论和实验技能,并将其应用于材料的合成、制备、结构、性能、应用等方面研究的学科。

材料工程领域涉及材料的获得、质量的改进、使材料成为人们可用的器件或构件的生产工艺、制造技术、工程规划、工程设计、技术经济管理等工程知识。并与冶金工程、机械工程、控制工程、电气工程、电子与信息工程、计算机技术、工业设计工程、化学工程、生物医学工程等学科密切相关。

根据材料的成分和组织结构,该领域范围涉及到:金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料。主要学习各种材料使用到工程,如钢材、木材、水泥、石料、它们的物理性质,化学性质、力学性质,以及更进一步的科研,开发新材料等的学科。

根据工程技术人员的工作性质,该领域范围又可概括为:从事新材料的研究和开发、材料的生产工艺和设备的开发和设计、材料的特性分析和试验、材料成品的检测与质量控制、材料制品的加工及改性、材料制造业的管理和技术经济分析等。

材料科学与工程专业分支:

材料科学与工程专业涉及多个学科,一般分为如下几类:高分子材料,无机非金属材料,金属材料,计算材料科学,光、电、磁材料,复合材料。

高分子材料 Polymer Materials:主要研究导橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料以及这些材料的制备、表征、加工、形貌、特性。近些年高分子材料发展迅速应用到生活中的各个领域,高分子材料发展时间不长,所以研究成果多,申请难度比较大,专业的回报率还是比较高的。高分子材料的应用十分广泛,比方说轮胎、液晶电视、甚至防弹衣、航天飞机上都能用到高分子材料。值得注意的是:化学工程专业下也有高分子方向,化学背景的学生有相关的课程背景也是可以申请材料专业下高分子方向的。

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,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。现在对于金属材料的研究多与纳米材料以及复合材料相结合。注意:国内冶金材料专业的学生比较适合学习金属材料方向或材料加工方向,但是材料加工方向的设置相对较少。

无机非金属材料 Ceramic Materials: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。

计算材料科学 Computational Materials Science:这是一种工程技术手段,主要用计算机模拟以及分子动力学的方法进行材料结构、特征模拟、复杂材料的统计力学、大分子材料理论。具体研究内容例如:电子结构和焊接、原子协议、电子材料的缺点及微观结构、结构和位相转变、光子及电子机械内部和外部结构的反应。该方向对于学生的课程背景(计算机课程)要求比较严格,且必须要有相关的项目背景。

电子、光学、磁性材料 Optical、Electronic and Magnetic Materials: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。这个方向竞争最激烈,由于现在社会朝微电子方向发展,所以就业前景非常乐观。近年来这个方向申请的人数逐渐增加,并且光电材料方向在电气工程下也有设置,如果学生的电气工程背景,课程中有材料相关课程,且有光电材料方面的项目,可以考虑申请材料专业。

生物材料Biomaterials:主要研究碳纳米管的合成及自然材料的特征、无机材料的合成、有机和生物材料化学、材料加工、材料热力学、生物应用材料、分子细胞和生物力学、材料力学和生物材料、材料成像。在研究过程中也会和仿生学相结合,比方说人造骨骼和人造肌肉。

纳米材料Nano Materials:主要研究量子力学、材料的机械性能、纳米科学与工程、端口的纳米机械和纳米生物技术、纳米结构材料、纳米材料、纳米材料的加工。纳米材料也是属于回报率比较高的一个研究方向。

能源材料Energy Materials:主要研究太阳能电池、能量贮存、经济和环境材料选择、高级能量转换的基础、固态元件和能量转换、材料的能量贮存、能量和材料制定政策、未来能源系统材料。应用最为广泛,也最常见的就是太阳能电池板了。

复合材料Composite materials :复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料,通过物理或化学的方法,在宏观上组成具有新性能的材料。各种材料在性能上互相取长补短,产生协同效应,使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。

材料工程就业前景

材料科学与工程专业就业方向:

材料科学与工程专业学生毕业后可在各种材料的制备、加工成型、材料结构与性能等领域从事科学研究与教学、技术开发、工艺和设备设计、技术改造及经营管理等方面工作。

材料科学与工程专业毕业生多进入各钢企、制造企业、汽车厂,以及陶瓷、水泥、家电等企业。就业范围广泛。一般的,材料科学与工程专业金属方向多进入钢企和相关研究院,高分子及非金属方向多进入陶瓷、玻璃、涂料、家电等行业。而材料科学与工程专业中,偏应用的材料加工和其他一些研究方向,相对找工作容易一些。

材料科学与工程专业就业岗位:

销售工程师、销售代表、研发工程师、工艺工程师、高分子材料研究员、技术中心技术员、机械工程师、试验工程师、质量工程师等。

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