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材料科學與工程專業好不

生活 更新时间:2024-07-30 14:22:48

目錄 | CONTENTS:

材料概況

培養方案

知名高校

未來規劃

就業前景

推薦書籍

材料科學與工程是現代工業發展的見證,伴随新技術飛速發展而誕生的一門新興學科。

該專業以固體物理、無機化學、有機化學、物理化學為基礎,研究材料組成、結構、生産/加工過程、材料性能與使用效能以及它們之間關系的學科。

材料是人類賴以生存和發展的物質基礎。諸如金屬、橡膠、陶瓷、磁性、光電等衆多材料,廣泛應用于電子通信、機械制造、工程建築、航天航空、能源石化、生物醫學、汽車工業等領域。

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第一章 材料概況

一、材料的類型:

按性質分:材料專業包括金屬材料、高分子材料、無機非金屬材料(陶瓷)和複合材料。

按性能分:材料專業包括結構材料和功能材料。

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二、材料專業細分

金屬材料

金屬材料是最重要的工程材料,包括金屬和以金屬為基的合金,如鋼鐵材料、非晶态合金、結構金屬材料、功能金屬。如今對于金屬材料的研究多與納米材料以及複合材料相結合。

無機非金屬材料

無機非金屬材料包括結構陶瓷、功能陶瓷、日用陶瓷,耐火材料、玻璃水泥、光導纖維、絕緣材料等。

高分子材料

高分子材料是當今世界發展最迅速的産業之一。包括橡膠、塑料、纖維、塗料、膠粘劑和高分子基複合材料,已廣泛應用到電子信息、生物醫藥、航天航空、汽車工業、包裝、建築等各個領域。

計算材料科學

計算材料科學利用計算機模拟以及分子動力學的方法進行材料結構,特性的模拟和理論計算,材料熱力學和動力學過程的模拟,超大大分子材料的理論計算,複雜材料的統計力學計算等等。

電子,光學與磁性材料

電子,光學與磁性材料主要研究光學與光譜學、液晶、聚合物二級管、光電池和光子晶體、半導體材料和裝置、磁存儲器、磁性薄膜及磁性發電機裝置、壓電晶體的表面和界面特性。

工業發展微電子化方興未艾,所以該專業就業前景比較樂觀,但也競争激烈。研究所、設計院、汽車、電子電氣、航空航天等企業對其都有需求。

随着半導體領域技術更新加快,半導體芯片發展也很迅速,作為半導體芯片制造的重要基礎,這個研究方向倍受重視。

新興分類

包括生物材料、納米材料、能源材料、柔性電子材料、納米高分子材料、生物仿生材料、新型複合材料等。

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三、什麼樣的學生适合就讀材料專業?

作為一門工種屬性專業,什麼樣的學生适合學習本專業?

1、良好的物理、化學能力

相比于物理、化學等理科基礎專業,材料專業對于數學能力要求相對較低,這對數學水平不算高的學生來說,是個福音。

但其所學内容,物理、化學占比較高,所以要求較好的物化水平。

2、對科研感興趣

這個專業學生需要較強的實驗能力,并且要求較強的探索精神,所以就讀該專業學生至少要對科研較感興趣。

3、打算本科後繼續深造

本科階段,材料專業隻學了皮毛,要找到薪水較高、發展較好,且專業匹配度較高的工作。需要較高的學曆,至少碩士。

一般用人單位高級研發職位會傾向于博士學曆,由于該專業涉及到的相應工作都需要許多年的浸淫和積累,本科學曆很難勝任,要求學生至少獲得碩士學位,才能擁有較好的起點。

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第二章 培養方案

材料專業學生學習内容有(包括但不限于):

工科的基礎課:

高等數學

概率論

大學物理

線性代數

......

專業基礎課:

物理化學

分析化學

有機化學

......

專業課:

材料研究方法

工程力學

材料科學基礎

材料工程基礎

......

主幹課程為:

材料學概論

材料科學基礎

材料物理性能

工程材料

材料科學與工程實驗系列

......

對材料專業學生來說,無論選擇什麼方向,這三塊知識應該精通:

1、數學和物理或化學理論;

2、應用工學與計算機;

3、解決實際材料方面的問題。

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第三章 知名高校

一、選擇名校的理由:

進入好學校就讀是每個同學的心願,但為什麼要進入名校就讀,無非是以下幾個方面:

學校軟硬件資源

學校聲譽與雇主評價

社會需求

這表現在:

1、更好的師資、更多的經費、更優的科研項目等;

2、更優異的校風、校友、發展機會等;

3、更多的保研、實踐機會等;

4、更有機會申請國外名校實驗室進行研究

關于本科階段申請國外前沿實驗室,名校的這項優勢并不廣為人知。教育部有個面向本科生的海外暑期科研項目,但隻面向包括清華、北大、浙大、南大在内的985院校。

在求職階段,相關企業更願意接受有名校背景的求職者。

這意味着同等條件下更強的學習能力和專業素養,以及科研能力。

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二、材料專業國内知名高校

第一梯隊:清華、浙大、北大、上交

第二梯隊:北航、哈工大、中科大、西安交大

第三梯隊:西工大、武漢理工、天大、複旦、川大、北理、華南理工、北科

第四梯隊:東北大學、吉大、大連理工、同濟、重大、山大、華科、華東理工

對材料專業學生來說,如果有條件,最好從本科開始就能進入名校。

因為材料專業學習對軟硬件要求較高,而普通高校一般在優質儀器、實驗設備、高素質師資方面有所欠缺。

随着經濟社會的發展,材料專業較熱。因此就業市場競争較大,隻有獲得更優異培養學生,在就業市場才更具競争力。

當然名校背景,在保研、留學方面也更具優勢。

所以,如果緻力于就讀材料專業,最好本科階段努力就讀名校。

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三、材料專業國外知名高校(以美國為例)

麻省理工學院

西北大學

斯坦福大學

伊利諾伊大學香槟分校

加州大學伯克利分校

佐治亞理工學院

康奈爾大學

賓夕法尼亞大學

加州理工學院

哈佛大學

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特别提示:

材料專業本科生申請留學時,有博士項目和碩士項目。

對這兩個項目進行選擇時,主要考量以下因素:

錄取、就業、經濟等因素。

錄取

一般有這種特質或需求,申請博士項目:

1、本科有出國交流經驗;

2、本科有科研經驗;

3、未來希望走學術研究道路,可以申請博士項目。

就業

材料專業博士畢業,可以進學術界,也可以進企業界;碩士畢業,大多隻能進入企業界。

但作為一門應用學科,材料專業進入研究院、企業研發部可能會更好。

所以從這個意義來說,材料專業有碩士起點就算可以。

經濟

國外理工科博士絕大多數有獎學金(包括生活費、學費、醫療保險、非本地居民費用)。

國外碩士項目多為自費,所以,經濟因素也是選擇博士項目與碩士項目重要考量。

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四、為什麼選擇傳統類名校?

比如,讓學生在北航、浙大這類傳統高校與中科院做出選擇?如何選?以下幾個維度可作選擇标準:

1、學校氛圍

這個氛圍包括學術講座、文藝活動、社團活動。傳統院校要好于新興院校。

2、支持體系

傳統名校對學生工作的支持體系比較成熟,體系化、流程化更方便指導學生。

3、就業支撐

這個維度表現在:

①校友内推;

②學校名氣;

③指導體系。

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第四章 未來規劃

本科畢業以後,學生面臨三個選擇:國内升學、出國深造,直接就業。

材料專業作為一門對專業技能要求很高的專業,本科生選擇繼續深造是主流,原因有二:

一方面,材料專業的本科生大多隻涉及到專業大類的皮毛,沒有足夠的知識、經驗,技術也不足,如果僅是幹車間工作,有高職就足夠,但想要幹高端類工作,比如設計、研發,那本科遠遠不夠。高不成,低不就的情況下,隻得考研。

另一方面,在一個具體專業領域進行深入地學習和研究,接受更多的專業知識和技能的學習和訓練,一般需要在研究生階段,甚至博士階段進行。所以,為了成為專業人才,化工專業還得深造。

繼續深造一般有以下途徑:

一、國内升學

國内升學分為:考研和保研。如果是自己考研,這裡沒什麼好說的,隻要努力學習就可以。但保研,體現出一定的策略。

名校,或985以上院校,隻要GPA在院系前60%,沒有挂科記錄的同學都有獲得推免資格。其中,GPA前50%大概率都能本校保研成功。

換句話說,到了大學,還是得好好學習,排名當然是越靠前越好,但所謂強中更有強中手,你努力别人也努力,要想獲得好的成績,當然需要付出艱辛的努力。但不管如何,名校的保研機會還是挺多的,一般排名中等以上,就有保研的機會。

特别提醒:

如果有機會讀985院校,盡量讀這類院校,至少保研的機會多很多。如果有機會保研,一般就不要再去自己考,原因是考研壓力大,并且會浪費很多機會成本。

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二、出國深造

材料類專業,出國深造,從發展前景來看,主要以這三個國家為目的地:美國、德國、日本。這三個國家,他們也代表了當今世界高端工業最為發達的國家。

這裡以美國、德國、日本進行分析。申請去這三個國家留學是有區别的。

1.德國寬進嚴出,畢業要求嚴苛。

作為全球機械強國,德國在材料行業也有突出表現。業内一般認為德國的亞琛工業大學、柏林工業大學的材料專業實力非常強。學生如果獲得德國材料類專業學位,無論在海外,還是國内,找到較好工作并無問題。德國留學的一大優勢是費用低,甚至免費。

2.日本留學看成績,也看導師。

以精細聞名于世的日本化工行業,其相關高校也堪稱出類拔萃。如東京大學、京都大學、大阪大學,有着實力強大的材料類專業。日本的導師要求較高,如果導師不接納學生,學校一點辦法都沒有。

3.美國申請難度大、競争激烈。

作為世界最為強大的國家,美國仍然是中國學生選擇留學的主要目的地。美國申請難度大,競争激烈。材料類專業相應學校有麻省理工學院/MIT、斯坦福大學/Stanford、加州大學伯克利分校/Berkeley、伊利諾伊大學香槟分校/UIUC等。

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三、出國準備

如果打算出國留學,以下五項需及早規劃:

成績排名

科研經曆和成果

英語成績

推薦信

海外暑期科研

申請文書

1.成績排名

這裡成績排名沒什麼好說的。就是認真對待每一門學科成績,如果某門成績不夠理想,甯願申請重考。

2.科研經曆和成果

衡量科研經曆的指标:

①文章發表(科研文章)

②科技競賽

無論是發表文章,還是參加競賽,都不短期内能夠做好,因此,得提早規劃,什麼時候開始呢?一般須從大二就開始,甚至剛進校就進行規劃。

所以需要盡量早點進入教授團隊實驗室,在師兄和導師的帶領下做課題,少走彎路。這有兩個目的:

①發表高質量的文章

②獲取導師推薦信

就獲取導師推薦這件事,也要求大家盡量早一點參與教授項目,如果人家對你不熟悉,如何推薦你呢?

特别提示:

本科生申請直接讀博士時,一般都需要面試。面試内容一般包括但不限于:

①科研經曆

②導師認知

③學術觀點

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3.英語成績(托福、GRE)

托福和GRE考試這個也沒有更多的需要說,但時效需要提示:托福成績兩年有效,GRE成績五年有效。所以有需要的,大家要算好時間。

4.推薦信

這裡特别強調:大牛的推薦信往往能起到重要且決定性的作用。但如何獲得大牛的推薦呢?

①自己的授課老師

②科研老師、實習老師

③業界高端人士

所以,平時和這人獲得交集很重要。

5.海外暑期科研

一般來說,名校的大三學生有機會暑假到國外名教授的實驗室以研究助理的身份從事2-3個月的科研活動。

這裡有交換生項目、官方合作項目、國内導師内推以及學業專業類的項目,以幫助學生實現以上目标。

6.申請文書

申請文書,有些同學可能會請專門的機構來做,但是與其這樣,還不如自己來做,因為有溝通的時間成本,已足以抵得上自己花費的時間了。

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特别提示

無論是保研、考研、還是出國深造,什麼時候開始準備呢?從時間安排來看,大二就要開始,如果打算走保研這條路,這裡再次強調,千萬不要挂科。并且必須保持對英語學習的熱情。

無論是國内升學,還是國外深造,以下工作在校期間必須得參與:

①争取參與科研

打算本校保研的學生,早一點參與相關老師和實驗室的科研項目,與學長學姐經驗分享等,至少混個臉熟。

②參加保研目标校的夏令營

對打算異校保研的,多參加公共類活動,比如,教育部每年舉辦的夏令營,以認識更多外校的教授,這個關注本校信息即可(當然異校保研對成績要求高一點,一般在年級排名全10%以内)。

③參加一些跟本專業有關的有技術含量的競賽

直接就業将在下一章就業前景詳細說明。

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第五章 就業前景

就業前景

材料類專業未來就業大體分為學術界和企業界兩種。

但作為一門實用型專業,材料類專業在企業做研發、生産、銷售更有利于實現專業價值。所以其就業方向,一般去企業的居多。

具體如下:

一、學術界

由于許多頂尖高校理工科院系的教職要求申請者有完整的教育經曆(博士、博士後),所以想留在學術界,讀博是材料類專業的不二之選。

也就是說,材料類專業的博士畢業生部分去了高校做老師,人事科研工作。

二、企業界

傳統材料行業

業内知名企業有:

鋼鐵、鋁業、合金、電纜企業:

北京首鋼、武漢鋼鐵、寶鋼股份等;

材料供應商類企業:

神馬電力、福耀玻璃、金發科技、中簡科技等;

化學工業類企業:

寶潔、陶氏、巴斯夫、上海家化等。

特别提示:

傳統材料行業薪資相對較低、工作環境和發展空間一般,并非最優選擇。

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國家企事業單位

國家企事業單位雖然待遇偏低,但其優勢是可以解決相應城市戶口問題,所以能夠滿足一些特别需要。

包括: 航天材料及工藝研究所、中國船舶重工集團公司第714研究所、北京建材科學研究總院、首鋼技術研究院、北京有色金屬研究總院等。

關聯方向

随着芯片半導體、新能源、汽車、通信行業的興起,材料專業學生有了更多選擇。如

通信類企業,典型的包括華為;

芯片、半導體、顯示面闆類企業,典型的包括中芯國際、台積電、英特爾、聯芯科技、柔宇科技等。

電池、新能源類企業,典型的包括甯德時代、遠景能源、晶科電力、國顯光電、珠海冠宇、億緯锂能等。

汽車類企業,典型的包括大衆、奔馳、吉利、長安、比亞迪等。

特别提示:

除了學術界和企業界,有相當部分學生進入公務部門。如選調生項目,即中央機關及各省市從重點高校選拔品學兼優的畢業生從事公務員工作。或直接考試進入公務部門。

當然,也有極少部分學生直接創業,在新材料方面,創業成功率相對還是可以的。

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第六章 書籍推薦

一、馬克·米奧多尼克:《材料科學基礎》

該書不僅揭露了各種物質背後的神奇結構,還告訴我們隐藏在其背後的精彩故事。極富可讀性和趣味性。

這是一部材料科學的頌歌,引導大衆步入材料學的神奇世界,通過探究身邊10種尋常之物背後激動人心的故事,勾起人們無限好奇心,并從中發現詩意和美。

二、阿斯克蘭德:《材料科學與工程基礎》

本書是一本導論性質的英文書籍,作者不僅翔實介紹金屬材料,而且對陶瓷、玻璃、高分子、複合材料等領域地作了極為詳盡的描述。

由于引入大量現代科技最新發展成果,比如高溫超導體、新一代數字芯片技術、高密度磁記錄等,對開拓學生眼界、熟悉相關領域動态、掌握現代工業發展有着極為積極的意義。

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