什么是材料科学学位?

材料科学家应用工程、物理和化学的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。它影响我们的健康,我们的衣服,我们的汽车,我们的家,我们的电器,我们的电脑,我们行驶的道路,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涵盖了材料的结构和组成,它们在不同条件下的行为,以及它们如何在特定的行业中用于特定的用途进行操纵和组合。

学生们学习将这些知识和理解应用到制作各种各样的产品:从雨衣和雨伞,到玩具和棒球棒,到假肢和皮肤。

程序选项

四年制材料科学学士学位
因为材料科学的领域是如此多样化,学位项目可以有很大的差异。有些是更一般的范围,并提供学生介绍金属,陶瓷,聚合物,半导体和复合材料的广泛类别。其他的可能会专注于某个领域的特定部分,或者允许学生选择一个专注的领域。

尽管有这些差异,每个材料科学学士的课程都包括以下核心课程:

•微积分
•工程制图和图形
•工程力学
•工程材料的断裂和疲劳
•晶体中的缺陷
•复合材料力学
•微观力学-复合材料组件的微观行为
•物理
•统计
•应力分析
•透射电子显微镜-可以将样品放大到比光学显微镜更高的程度
•固体中的波和衍射

以下是一些本科课程可能提供的集中领域:

•生物材料——可以植入来修复或替代缺失组织的材料
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-高性能复合材料组合,如用于电子和结构应用的陶瓷
•纳米材料- 1到100纳米材料的设计和建模,在医学、电子和其他领域的应用
•高分子材料——强度和重量轻的材料,可以非常耐化学品,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,并涉及表面过程,如磨损和腐蚀

材料科学硕士学位-两年时间
在硕士阶段,材料科学专业的学生专注于研究和论文答辩。以下是一些样本研究领域:

•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

硕士生核心课程示例如下:

•科学传播研究生研讨会
•材料热力学和统计力学
•计算物理学
•计算化学
•非晶材料物理学
•电化学方法和材料

材料科学博士学位- 3 - 4年
材料科学博士学位是针对希望在该领域教学和/或进行高级研究的学生。这一级别的典型课程由三个部分组成:

•博士论文开题及候选人资格考试
•博士核心课程
•博士论文研究及答辩

以下是为博士研究生开设的核心课程:

•材料物理与化学
•材料科学高级主题
•材料表征实验技术
•科学传播高级研讨会

材料科学相关学位

生物化学
生物化学的重点是发生在生物体内的化学过程和反应。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、工业和制造业、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来解决健康和医学问题。例如,生物医学工程师可能会寻找人体中警告某种疾病或条件的化学信号。

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
这个学位领域关注的是物质的化学、生物化学和物理特性是如何被改变成其他东西的。这方面的工作包括从石油中提炼塑料、开发用于服装的合成纤维、找到大批量生产药物的方法以及找到解决环境问题的方法。

化学
化学研究的是鉴别组成物质的物质。化学学位课程侧重于研究这些物质:它们的性质;它们如何相互作用、结合和改变;以及科学家如何利用化学过程来形成新的物质。

工程技术
工程技术项目教授协助工程师工作所需的工程技能。常用的类别是工程技术、施工方法、结构系统、材料强度和技术制图的计算机。

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设备,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、能源和制造业。

除了工程和设计方面的课程,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,以便正确使用。这项工作自然包括对化学和生物相互作用的理解。

物理
物理学是一个随着发现而不断变化的领域。这意味着该领域提出的问题至少和它回答的问题一样多。物理专业的学生学习物质和能量。他们了解宇宙中可测量的量之间的关系,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打下基础,因为学习材料科学可以带来一系列可转换的技能:

•研究和数据分析
•注意细节
•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
•实验室实践技能
•报告写作
•安全意识

材料科学学位能做什么?

各种工业总是在寻找改进的材料。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
•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(修复和植入)
•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
•运动器材制造
•可持续材料产业
•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述各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)

学费

看看哪些学校最贵,哪些学校最便宜。

读到学费