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深度走入材料科学与工程
分类:

专家指南

时间:2018-09-10

1.1专业简介

材料科学,又名为材料工程,涉及物质的性质及其在各个科学和工程学领域的整合应用,是一个研究材料的制备或加工工艺、材料的微观结构与材料宏观性能三者之间的相互关系的跨领域学科。涉及的理论包括固体物理学,材料化学,应用物理和化学,以及化学工程,机械工程,土木工程和电机工程。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。随着近年来媒体将注意力大量集中在纳米科学上,材料科学在科学与工程学领域越来越广为人知。它也是鉴识科学和破坏分析中的一个重要组成部分,以后者为例,它是分析各种飞航意外的关键。今日许多科技上的问题受限于材料能够容许的极限,也因此,在此领域的突破在未来科技具有指标性的影响。材料科学有着广泛的应用前景,因此被国际学术界誉为21世纪最有前途的学科。

中国和美国材料学差别?

美国的材料学教学和研究领先于中国的材料学教育与研究大约50年左右。

中国材料学:

教学更加注重理论学习,实际操作经验较少,国内使用教材大多是从国外教科书翻译。理论学习中实验机会较少材料学,材料加工,材料物理和化学三个教学方向。科研中常见方向包括但是不限于功能材料,铸造和耐磨材料,表面表面强化与器件制造,焊接研究,新材料,工程材料,材料强度研究等。(http://mse.xjtu.edu.cn/index.php/ArcColumn/Organization/id/22

美国材料学:

在本科学习过程中,更加注重实际操作经验,本科学习期间理论和实践结合很密切比如会用软件设计模型,用软件模拟铸造过程中可能产生的缺陷,然后进行实际操作,另外更加注重实习。

 

1.2 常见分支

材料科学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、生物材料等。实际应用中又常分为结构材料和功能材料。

材料科学可按多种方法进行分类。每个学校的研究侧重点也各有不同,下面我们为大家介绍几个常见的分支学科。具体分支方向及研究内容请到申请学校官网查询。

1.2.1 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,研究成果多,申请竞争激烈,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。

1.2.2 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。

1.2.3 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。

1.2.4 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。

1.2.5 电子、光学、磁性材料 OpticalElectronic 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。

1.2.6 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。

1.2.7 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,但是就业前景不是十分理想。

1.2.8 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。

1.2.9 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。

  

2.1专业背景

材料科学与工程是一个多学科领域,涉及物质的性质及其在各个科学和工程领域的应用。是研究材料的制备或者加工工艺,材料的微观结构与材料宏观性能三者之间相互关系的科学,所以需要学生具备物理学,化学等学科知识。一般申请材料科学的学生本科专业为:材料科学与工程,材料化学,材料物理,材料成型与控制工程,材料加工工程,高分子材料与工程,纳米材料与技术等等。

2.2 实习&科研

科研:联系大学老师做科研,或者参加中科院等知名科研所的科研

实习:

1. 工程塑料行业的公司:比如在上海有杰仕杰,普利特,广州有LG化学。

2. 较大的跨国公司,如电器公司,电子公司,玩具公司,汽车制造行业

3.  橡胶行业选择面较窄,主要为轮胎厂或者轮胎配件公司,但是国内公司较少,利润也较低,不建议作为全职工作

4. 石油行业也是材料专业学生不错的实习和就业选择,国内外分别有中石油中石化等,跨国企业有美孚,BP

1. 材料工程师在美国

来自datausa.io

说明: image.png  

Quick Facts: Materials Engineers

2016   Median Pay

$93,310 per year 
  $44.86 per hour

Typical   Entry-Level Education

Bachelor's degree

Work   Experience in a Related Occupation

None

On-the-job   Training

None

Number   of Jobs, 2016

27,000

Job   Outlook, 2016-26

2% (Slower than average)

Employment   Change, 2016-26

400

说明: image.png  

说明: image.png  

2. 材料工程师在美国就业需要的主要技能

说明: image.png  

----来自datausa.io

3. 材料工程师在美国的行业分布情况

说明: image.png  

4. 就业方向

希望成为材料工程师基本需要具备本科以上学历,材料工程或者材料科学毕业。

在美国拥有PEprofessional engineer)执照可以提高材料工程师的职业竞争力。

希望成为一名注册工程师,需要具备以下条件

1.    毕业于受美国工程与技术鉴定委员会(ABETA)认证的项目

2.    通过工程基础考试(FE

3.    相关工作经验

4.    通过工程专业考试(PE

工程基础考试本科毕业即可参加,通过考试的学生被称为见习工程师(EIT Engineer in Training,EIT参加工作获得一定工作经验之后就可以参加第二次工程考试:工程原理与实践考试(principles and practice of Engineering Exam)指的也是工程专业考试(PE 另外,不同州的工程署证书在美国大多数州都是可以通行的。

美国金属学会(American Society for Metals)办法的证书也可以提高材料工程师的职业竞争力。

 

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深度走入材料科学与工程

2018-09-10 新东方前途出国 宋超

1.1专业简介

材料科学,又名为材料工程,涉及物质的性质及其在各个科学和工程学领域的整合应用,是一个研究材料的制备或加工工艺、材料的微观结构与材料宏观性能三者之间的相互关系的跨领域学科。涉及的理论包括固体物理学,材料化学,应用物理和化学,以及化学工程,机械工程,土木工程和电机工程。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。随着近年来媒体将注意力大量集中在纳米科学上,材料科学在科学与工程学领域越来越广为人知。它也是鉴识科学和破坏分析中的一个重要组成部分,以后者为例,它是分析各种飞航意外的关键。今日许多科技上的问题受限于材料能够容许的极限,也因此,在此领域的突破在未来科技具有指标性的影响。材料科学有着广泛的应用前景,因此被国际学术界誉为21世纪最有前途的学科。

中国和美国材料学差别?

美国的材料学教学和研究领先于中国的材料学教育与研究大约50年左右。

中国材料学:

教学更加注重理论学习,实际操作经验较少,国内使用教材大多是从国外教科书翻译。理论学习中实验机会较少材料学,材料加工,材料物理和化学三个教学方向。科研中常见方向包括但是不限于功能材料,铸造和耐磨材料,表面表面强化与器件制造,焊接研究,新材料,工程材料,材料强度研究等。(http://mse.xjtu.edu.cn/index.php/ArcColumn/Organization/id/22

美国材料学:

在本科学习过程中,更加注重实际操作经验,本科学习期间理论和实践结合很密切比如会用软件设计模型,用软件模拟铸造过程中可能产生的缺陷,然后进行实际操作,另外更加注重实习。

 

1.2 常见分支

材料科学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、生物材料等。实际应用中又常分为结构材料和功能材料。

材料科学可按多种方法进行分类。每个学校的研究侧重点也各有不同,下面我们为大家介绍几个常见的分支学科。具体分支方向及研究内容请到申请学校官网查询。

1.2.1 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,研究成果多,申请竞争激烈,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。

1.2.2 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。

1.2.3 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。

1.2.4 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。

1.2.5 电子、光学、磁性材料 OpticalElectronic 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。

1.2.6 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。

1.2.7 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,但是就业前景不是十分理想。

1.2.8 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。

1.2.9 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。

  

2.1专业背景

材料科学与工程是一个多学科领域,涉及物质的性质及其在各个科学和工程领域的应用。是研究材料的制备或者加工工艺,材料的微观结构与材料宏观性能三者之间相互关系的科学,所以需要学生具备物理学,化学等学科知识。一般申请材料科学的学生本科专业为:材料科学与工程,材料化学,材料物理,材料成型与控制工程,材料加工工程,高分子材料与工程,纳米材料与技术等等。

2.2 实习&科研

科研:联系大学老师做科研,或者参加中科院等知名科研所的科研

实习:

1. 工程塑料行业的公司:比如在上海有杰仕杰,普利特,广州有LG化学。

2. 较大的跨国公司,如电器公司,电子公司,玩具公司,汽车制造行业

3.  橡胶行业选择面较窄,主要为轮胎厂或者轮胎配件公司,但是国内公司较少,利润也较低,不建议作为全职工作

4. 石油行业也是材料专业学生不错的实习和就业选择,国内外分别有中石油中石化等,跨国企业有美孚,BP

1. 材料工程师在美国

来自datausa.io

说明: image.png  

Quick Facts: Materials Engineers

2016   Median Pay

$93,310 per year 
  $44.86 per hour

Typical   Entry-Level Education

Bachelor's degree

Work   Experience in a Related Occupation

None

On-the-job   Training

None

Number   of Jobs, 2016

27,000

Job   Outlook, 2016-26

2% (Slower than average)

Employment   Change, 2016-26

400

说明: image.png  

说明: image.png  

2. 材料工程师在美国就业需要的主要技能

说明: image.png  

----来自datausa.io

3. 材料工程师在美国的行业分布情况

说明: image.png  

4. 就业方向

希望成为材料工程师基本需要具备本科以上学历,材料工程或者材料科学毕业。

在美国拥有PEprofessional engineer)执照可以提高材料工程师的职业竞争力。

希望成为一名注册工程师,需要具备以下条件

1.    毕业于受美国工程与技术鉴定委员会(ABETA)认证的项目

2.    通过工程基础考试(FE

3.    相关工作经验

4.    通过工程专业考试(PE

工程基础考试本科毕业即可参加,通过考试的学生被称为见习工程师(EIT Engineer in Training,EIT参加工作获得一定工作经验之后就可以参加第二次工程考试:工程原理与实践考试(principles and practice of Engineering Exam)指的也是工程专业考试(PE 另外,不同州的工程署证书在美国大多数州都是可以通行的。

美国金属学会(American Society for Metals)办法的证书也可以提高材料工程师的职业竞争力。

 

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