材料科学与工程解析
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。
中国与美国的材料学差距相对较大。从总体上看,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。其次,从教学内容上看,中国材料学的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。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。
专业方向
金属材料Metallic Materials:材料领域最古老最传统的方向。
高分子材料和聚合物Polymer:高分子材料是当今世界发展最迅速的产业之一,高分子材料已广泛应用到电子信息、生物医药、航天航空、汽车工业、包装、建筑等各个领域。
电子,光学和磁性材料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。
计算材料科学Computational Materials Science: 交叉学科,是一门正在快速发展的新兴学科。
无机非金属材料Ceramic Materials:无机非金属材料是三大基础材料之一。
纳米材料Nanometer Materials:纳米科技的内容包含纳米材料学、纳米电子学、纳米生物学、纳米机械学、纳米加工学、纳米光子学、纳米检测与表征。
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、材料力学和生物材料、材料成像等。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。
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、未来能源系统材料等。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。