专业发展概况
美国的材料科学与工程专业最早起源于冶金学研究,并与采矿学的发展有着不可分割的密切关系。在20世纪60年代以前,美国还没有真正意义上完全独立的材料科学与工程专业,但在化工、机械、冶金等专业中已培养了大量的材料科学与工程专业人才。20世纪60年代起,美国高校逐步开始对材料学科进行改造,将原先设置在化工、机械和冶金等院系中与材料有关的专业陆续分离出来,成立了“材料科学与工程系”或“材料科学系”等独立的系科。
到20世纪80年代中后期,美国大部分高校已实现了材料专业的独立化。以美国麻省理工学院为例,其在1974年便成立了独立的材料科学与工程系。自此,材料科学作为一门独立的新兴学科走上了历史舞台。
针对中国申请者经常选择的专业方向,笔者将目前美国大学的材料科学与工程专业主要归为以下四大领域:
1. 金属材料。金属是最重要的工程材料,包括金属和以金属为基础的合金。这一学科的主要目的是通过探索金属材料制备工艺及其原理,将研究成果直接应用于现实生产。
2. 高分子材料。这是目前材料科学与工程专业中应用范围最广的领域之一,包括电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业等各个范畴。其研究内容包括活性聚合、新材料的合成与开发、聚合物结构与性能、反应性加工、先进复合材料及应用、超细材料及纳米材料、生物材料等。
3. 无机非金属材料。无机非金属主要包括结构陶瓷、功能陶瓷、日用陶瓷、耐火材料、玻璃、水泥等材料。这一领域的研究内容主要包括固体电解质材料的制备、结构和性能研究,结构陶瓷的制备、组织结构和性能的研究,磁性材料、电性材料、压电陶瓷、半导体陶瓷等功能材料的制备和研究。
4. 电子信息材料。这是材料科学与工程专业与当今飞速发展的信息技术密切相关的一个交叉学科领域,研究对象主要包括半导体微电子材料、磁性材料、光纤通信材料、绿色电池材料、光电子材料、压电晶体与薄膜材料和新型存储材料等。
名校Top 10
麻省理工学院
Massachusetts Institute of
Technology
麻省理工学院的材料科学与工程研究在建校初已开始孕育,学院在1865年最早开设的课程中就包含了地质、采矿和冶金等专业的内容。该专业目前在读研究生200余人,系内精英云集,教学和科研实力雄厚。该系共有全职教授41人,其中11人为美国科学院院士,16人为美国工程院院士(其中九人为两院院士)。
国际学生申请麻省理工学院材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求90分)或IELTS成绩(最低要求5.5分)。需要指出的是,材料科学与工程系更偏好IELTS成绩,预计在2011年申请结束后,其工程学硕士可能不再接受申请者提交TOEFL成绩。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为1月1日。申请费为75美元。
网址:http://dmse.mit.edu/
伊利诺伊大学巴纳-尚佩恩分校
University of Illinois at
Urbana-Champaign
伊利诺伊大学巴纳-尚佩恩分校材料科学与工程系成立于1987年,由原先的陶瓷工程系和冶金与采矿工程系合并而成。该系自创建以来,一直位居美国材料科学与工程专业排名前列。
材料科学与工程系目前拥有全职教授27人,在读研究生160余人,设有生物材料(Biomaterials)、陶瓷材料(Ceramics)、电子材料(Electronic Materials)、金属材料(Metals)、高分子材料(Polymers)五大研究方向,可授予材料科学与工程硕士和博士学位。系内还提供了与商学院合作开设的工商管理硕士(MBA)和材料科学与工程硕士/博士联合学位项目。
国际学生申请伊利诺伊大学巴纳-尚佩恩分校材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求79分)或IELTS成绩(最低要求6.5分,各分项均不低于6.0分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为1月10日。申请费为75美元。
网址:http://www.matse.illinois.edu/
西北大学
Northwestern University
西北大学材料科学与工程系正式成立于20世纪60年代,是世界上第一个独立研究材料科学的系科。该系目前拥有核心全职教授29人,下设生物材料(Biomaterials)、设计与制造(Design and Manufacturing)、电子材料(Electronic Materials)、金属与陶瓷材料(Metals & Ceramics)、纳米材料(Nanomaterials)、聚合材料(Polymeric Materials)、表面科学(Surface Science)、能源材料(Energy Materials)八个研究方向。
国际学生申请西北大学材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求100分)或IELTS成绩(最低要求7.0分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、至少两封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为12月31日。申请费为75美元。
网址:http://www.matsci.northwestern.edu/
加州大学圣巴巴拉分校
University of California at
Santa Barbara
加州大学圣巴巴拉分校材料学系是前十名学校中唯一用“材料学”而不是“工程”来命名的系科。系内目前拥有全职核心教授31人,下设四大专业方向:电子与光子材料(Electronic and Photonic Materials)、无机材料(Inorganic Materials)、高分子与生物分子材料(Macromolecular and Biomolecular Materials)、结构材料(Structural Materials)。
国际学生申请加州大学圣巴巴拉分校材料学系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求100分)或IELTS成绩(最低要求7.0分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为1月7日。申请费为90美元。
网址:http://www.materials.ucsb.edu/
斯坦福大学
Stanford University
斯坦福大学材料科学与工程系规模较小,目前拥有全职教授19人,设有高级材料特性(Advanced Characterization)、生物材料(Biological Materials)、块状晶体生长(Bulk Crystal Growth)、计算材料科学(Computational Materials Science)、电子材料(Electronic Materials)、磁性材料(Magnetic Materials)、能源与环境应用材料(Materials for Energy and Environmental Applications)、材料机械性能(Mechanical Behavior of Materials)、纳米成型(Nanopatterning)、光学与光子材料(Optical and Photonic Materials)、有机聚合材料(Organic Polymer Materials)、形状沉积制造(Shape Deposition Manufacturing)、薄膜沉积(Thin-Film Deposition)13个研究方向。
国际学生申请斯坦福大学材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求89分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为12月1日。申请费为125美元。
网址:http://mse.stanford.edu/
加州大学伯克利分校
University of California at
Berkeley
加州大学伯克利分校材料科学与工程系目前在岗的全职教授近30人,主要研究领域包括以下五大方向:生物材料(Biomaterials),化学与电气化学材料(Chemical and Electrochemical Materials),计算材料(Computational Materials),电子、磁性与光学材料(Electronic, Magnetic and Optical Materials),结构材料(Structural Materials)。
伯克利分校材料科学与工程系的研究生具有独特的组织形式。系内由教授牵头,针对不同的研究方向成立了25个研究小组,研究生可根据自己的兴趣选择参加不同的小组。这样的教学方式鼓励学生在学习系内指定课程的同时积极参与各项科研活动,从而提升自身的研究能力。
国际学生申请加州大学伯克利分校材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求68分,其中写作部分最低18分、口语部分最低17分、听力部分最低16分、阅读部分最低17分)或IELTS成绩(最低要求7.0分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为12月10日。申请费为90美元。
网址:http://www.mse.berkeley.edu/
密歇根大学安娜堡分校
University of Michigan at
Ann Arbor
密歇根大学安娜堡分校材料科学与工程系目前拥有全职教授25人,在读学生约200人,该系下设生物医学(Biomedical Materials)、电子材料(Electronic Materials)、能源材料(Energy Materials)、纳米技术(Nanotechnology)、结构材料(Structural Materials)五大研究方向,重点研究陶瓷(Ceramics)、金属(Metals)、合成材料(Composites)、纳米材料(Nanomaterials)、半导体(Semiconductors)和有机材料(Organic)等对象。
国际学生申请密歇根大学安娜堡分校材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求84分)或IELTS成绩(最低要求6.5分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为12月15日。申请费为75美元。
网址:http://www.mse.engin.umich.edu/
康奈尔大学
Cornell University
康奈尔大学材料科学与工程系正式创建于1964年,目前拥有全职教授26人,在读研究生80余人。下设能源与环境技术(Energy and Environmental Technology)、生物技术与生命科学(Biotechnology and Life Sciences)、纳米技术(Nanotechnology)、信息与电信技术(Information and Telecommunications Technology)四大战略研究领域,可授予工程学硕士(Master of Engineering)、理学硕士(Master of Science)和博士(Ph.D.)三类研究生学位。
国际学生申请康奈尔大学材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT听、说、读、写成绩分别不低于15分、22分、20分、20分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。需奖学金的申请截止日期是1月2日,不需奖学金的申请截止日期为4月1日。申请费为70美元。
网址:http://www.mse.cornell.edu/
乔治亚理工学院
Georgia Institute of
Technology
乔治亚理工学院设有独立的材料科学与工程学院,学院最近刚刚和高分子、纺织与纤维学院合并,组成了目前美国高校中规模最大的材料科学与工程学院。合并后的新学院拥有全职教授近100人,目前设有生物材料(Biomaterials)、陶瓷材料(Ceramic Materials)、合成材料(Composites)、电子材料(Electronic Materials)、铁电与磁性材料(Ferroelectric and Magnetic Materials)、材料特性(Materials Characterization)、材料合成与加工(Materials Synthesis and Processing)、金属材料(Metals)、建模与模拟(Modeling and Simulation)、分子光谱学(Molecular Spectroscopy)、高分子材料(Polymers)、流变学(Rheology)、结构材料(Structural Materials)和表面特性(Surface Characterization)等研究方向。
国际学生申请乔治亚理工学院材料科学与工程学院需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求105分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为1月15日。申请费为50美元。
网址:http://www.mse.gatech.edu/
宾夕法尼亚州立大学
Pennsylvania State
University-University Park
宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系目前拥有全职教授30人,在读本科生140人,在读研究生180人。系内设有生物材料(Biomaterials)、燃料电池与新材料(Fuel Cells and Smart Materials)、纳米材料(Nanoscale Materials)、计算材料科学(Computational Materials Science)和设计(Design)等研究方向。
国际学生申请宾夕法尼亚州立大学材料科学与工程系需要提交GRE成绩、TOEFL成绩(iBT最低要求80分,其中口语部分不低于19分)或IELTS成绩(最低要求6.5分)。其他需要提交的材料有:完整的申请表格、本科成绩单、毕业证书与学位证书、三封推荐信、个人申请陈述和个人简历。申请截止日期为1月15日。申请费为65美元。
网址:http://www.matse.psu.edu/
对中国申请者的建议
在美国名校的材料科学与工程专业申请中,金属材料和无机非金属材料属于传统意义上的材料学方向,而高分子材料在业界发展十分迅速,申请者数量要较前两者多,竞争相对激烈。电子信息材料则是目前材料科学中的热门方向,尤其是半导体等材料发展异常迅猛,在美国和世界各地的就业前景均十分光明,因此申请难度相对来看也是最高的。综合来说,中国申请者在申请这些名校时,需要注意以下几个方面:
1. 专业背景。专业背景是决定申请材料科学与工程专业成败的关键。美国材料科学与工程专业非常注重申请者之前的本科及研究生阶段学习过的课程、做过的科研项目及取得的成果。近年来被录取的新生均具有扎实的数学、物理学、电子学和计算机科学基础。如果申请者有专业相关的论文发表,特别是在国际期刊上有论文发表,将大大增加被录取的几率。
2. 相关实习与工作经验。在研究背景及经历有所欠缺的情况下,材料科学与工程相关领域内的专业工作经验能够起到很大的弥补作用。特别是申请者如果参与或从事过新材料研究设计、材料应用等实际工作,并能提交相应证明,也能获得名校的青睐。在麻省理工学院、斯坦福大学等名校就读的材料学研究生中,有60%左右的学生具有在IBM、Intel、波音等世界知名公司的相关领域实习或全职工作的经验。
3. 合理选择学位。与其他专业不同,材料科学与工程专业具有很强的实践性,很多名校都开设了为期1~2年的工程硕士项目,如果申请者未来的计划是从事应用领域的工作,可以选择申请这些项目;如果未来的计划是在大学任教或从事材料学方面的研究工作,那么材料学博士是理想的选择。