什么是材料科学学位?
材料科学家应用工程、物理和化学原理来研究现有材料，并发明和制造新材料。
他们的工作在解决现实世界的问题上有广泛的应用。它对我们的日常生活是必不可少的。它影响着我们的健康、我们的衣服、我们的汽车、我们的房屋、我们的电器、我们的电脑、我们驾驶的道路、我们乘坐的飞机以及我们进行的运动。
材料科学的学位课程包括材料的结构和组成，它们在各种条件下的行为，以及如何在特定的工业中为特定的用途而操纵和组合。
学生们学习应用这些知识和理解来制造各种各样的产品:从雨衣和雨伞，到玩具和棒球棒，到假肢和人造皮肤。
程序选项
材料科学学士学位-四年学制
由于材料科学领域是如此的多样化，学位项目可能会有很大的差异。有些在范围上更一般，为学生提供金属、陶瓷、聚合物、半导体和复合材料的广泛类别的介绍。其他人可能会专注于该领域的一个特定部分，或者允许学生选择一个专注的领域。
抛开这些差异，每个材料科学学士课程都包括如下核心课程:
•微积分
•工程制图和图形
•工程力学
•工程材料的断裂和疲劳
•结晶固体的缺陷
•复合材料力学
•微观力学——复合材料组分的微观行为
•物理
•统计
•应力分析
•透射电子显微镜-标本的放大程度比光学显微镜所能达到的要高得多
•固体中的波和衍射
以下是一些学士课程可能提供的重点领域:
•生物材料——可以植入修复或替换缺失组织的材料
•设计和制造——工业用材料的开发和分析
•电子材料—集成电路材料和工艺的开发
•能源材料-燃料电池材料，太阳能转换，节能建筑材料
•金属和陶瓷-电子和结构应用的陶瓷等材料的高性能复合组合
•纳米材料- 1 - 100纳米材料的设计和建模，应用于医学、电子和其他领域
•聚合物材料-坚固和轻质的材料，可以非常抵抗化学物质，并可以作为热和电绝缘体
•表面科学——涵盖材料的物理和化学特性，关注表面过程，如磨损和腐蚀
材料科学硕士学位-两年学制
在硕士阶段，材料科学的学生专注于研究和答辩他们的论文。以下是一些研究领域的例子:
•碳基材料
•腐蚀科学和氧化技术
•纳米科学中的计算机模拟
•可再生能源的计算机模拟
有机/无机混合材料
•核酸基材料
•增强复合材料
以下是硕士学生的核心课程示例:
•研究生科学传播研讨会
•材料热力学和统计力学
•计算物理学
•计算化学
•非结晶材料物理学
•电化学方法和材料
材料科学博士学位-三到四年学制
材料科学博士学位面向希望在该领域教学和/或进行高级研究的学生。这个层次的典型课程由三个部分组成:
•博士论文开题和候选人考试
•博士核心课程
•博士论文研究与答辩
以下是博士研究生的核心课程:
•材料物理和化学
•材料科学高级主题
材料表征的实验技术
•科学传播高级研讨会
与材料科学相关的学位
生物化学
生物化学的重点是发生在生命物质中的化学过程和反应。生物化学家将生物学和化学的原理应用于许多不同部门的问题，包括环境、医药和健康、工业和制造、农业、生物燃料和海洋科学。
生物医学工程
简单地说，生物医学工程利用工程学来解决健康和医疗问题。例如，生物医学工程师可能会在体内寻找警告某种特定疾病或状况的化学信号。
生物技术
该领域的专业研究工程和生命科学，为农业、工业和环境行业创造新产品，如疫苗、药物、植物生长激素和食品添加剂。典型的课程有生物化学、普通生物学、细胞生物学、化学和遗传学。
化学工程
这个学位领域的重点是如何改变物质的化学、生化和物理性质，使它们变成其他东西。这方面的工作包括从石油中提取塑料、开发用于服装的合成纤维、确定大规模生产药物的方法以及寻找解决环境问题的方法。
化学
化学研究的是确定构成物质的物质。化学学位课程专注于研究这些物质:它们的性质;它们如何相互作用、结合和变化;以及科学家如何利用化学过程来形成新物质。
工程技术
工程技术课程教授协助工程师工作所需的工程技能。常用课程有工程技术、建筑方法、结构系统、材料强度和技术制图计算机。
工程技术的一些子领域是土木工程技术、建筑工程技术、航空航天工程技术和汽车工程技术。
机械工程
机械工程专业的学生学习如何研究、设计、开发和测试机械和热器件，包括工具、传感器、发动机和机器。这些设备服务于许多行业，包括航空航天、医疗、能源和制造部门。
除了工程和设计课程外，该领域的学位课程还包括数学、材料科学和物理科学。
药理学
药理学家研究药物的工作原理，以便以正确的方式使用它们。这项工作自然涉及到对化学和生物相互作用的理解。
物理
物理学是一个随着新发现不断变化的领域。这意味着这个领域提出的问题至少和它回答的问题一样多。物理学学位课程的学生研究物质和能量。他们了解宇宙中可测量量之间的关系，包括速度、电场和动能。
你将学习的技能
获得该领域的学位也可以为其他领域的工作奠定基础，因为学习材料科学所产生的可转移技能的范围:
•研究和数据分析
•注重细节
•沟通和团队合作
•计算机知识
•实验设计
•数值技巧
•观察、调查和解决问题的能力
•实用的实验室技能
•报告写作
•安全意识
你能用材料科学学位做什么?
各行各业都在寻找改进的材料。这意味着材料科学家和工程师在许多不同的领域工作:
•航空航天和航空
•建筑和工程服务
•武装部队
•汽车制造
•生物材料/生物医学工程(假肢和植入物)
•陶瓷制造
•计算机和电子产品行业
•政府
•矿业
•纳米技术——在原子和分子的规模上建造材料和设备
•核工业
•石油和天然气
•油漆和涂料制造
•塑料和合成橡胶制造
•运动设备制造
•可持续材料工业
•教学与研究
•电信
•纺织/服装制造业
•交通
以下是材料科学家在上面列出的每个行业中所做的工作的总结:
•为特定用途选择合适的材料
测试和评估材料的适用性、盈利能力和可持续性
开发新材料/设计原型
•与制造/生产和营销团队合作
•解决
•质量控制
•协助客户调整材料以满足他们的需求
•自由咨询(在专利审查等领域)
