研究内容主要包括钢铁材料，以及其他合金比如TiAl，NiAl等金属间化合物和非晶态合金，主要研究合金的相变，微观组织对金属材料力学和物理性能的影响，金属基复合材料的组织和性能的关系，材料的失效分析等等。

申请分析：这个方向是材料领域最古老最传统的方向，竞争不是很激烈，对GPA以及GT成绩的要求都不是很高，申请者一般都是国内大学里金属材料或者金相专业的学生，即使学校一般，GPA在3.0 左右，TOEFL600左右，GRE1250左右，都比较容易获得TOP100之内学校这个方向的PhD全奖。当然这个专业申请的人并不多，将来的就业范围基本上就是金属材料的科研领域，社会上的实用性比较差，就业前景不太好。

无机非金属材料Ceramic Materials

研究内容主要包括陶瓷材料的制备研究，如粉末冶金法，高温烧结法等等，以及陶瓷基复合材料的组织和性能的关系，还有一些功能套磁的研究，例如铁电陶瓷，压电陶瓷等等。

申请分析：这个专业方向也属于比较传统的方向，申请人数不是很多，不过近几年，陶瓷领域的发展比金属材料要迅速很多，例如，高温超导陶瓷材料的发现对经济产生了比较大的影响，目前在这个领域的研究非常活跃。因此这个申请方向比金属材料竞争激烈，不过申请的人数不是很多，将来就业的前景比金属材料要好，不仅可以在科研机构搞研究，而且某些陶瓷材料比如高温超导材料已经实现了产业化，就业的前景还是比较好的。

高分子材料 Polymer/Organic Materials

研究内容包括生物材料，导电高分子材料，生物高分子材料，自组织生物材料，水溶胶以及高分子材料的制备以及高分子材料加工－形貌－特性的关系的研究。

申请分析：最近几年高分子材料的发展非常迅速，有很多美国大学都在高分子的研究领域投入了巨大的科研力量，这个领域不像金属材料，经过上百年的发展已经到了非常成熟的地步。高分子的兴起才几十年，研究成果层出不穷，高分子导电，软光刻技术的发展对电子工业的发展起到了巨大的推动作用。因此这个方向的竞争是比较激烈的。申请这个方向的学生一般来自高分子材料专业，还有化学系和化工系的学生。

电子，光学与磁性材料 Optical, Electronic and Magnetic Materials

这个方向主要研究半导体材料和器件，光电子材料和器件，磁性薄膜材料和器件，薄膜的生长，表面和界面的电子特性，微电子加工技术。

申请分析：这个研究方向是材料领域中竞争最激烈的方向，它和电子产业的发展有非常密切的关系，目前半导体领域的技术更新非常迅速，半导体芯片的发展非常迅速，这个研究方向是半导体芯片制造的重要基础。因此未来的就业前景是非常乐观的。

计算材料科学 Computational Materials Science

主要是利用Monte Carlo模拟以及分子动力学的方法进行材料结构，特性的模拟和理论计算，材料热力学和动力学过程的模拟，超大大分子材料的理论计算，复杂材料的统计力学计算等等。

申请分析：这个领域主要是理论研究，申请的人比较少，竞争不激烈。这个领域PhD学习难度比较大，完成学位的时间比较长，最短也要5年，一般都是6年。就业前景很差。

♦ 材料科学发展的新兴方向：

最近10几年，材料科学的发展具有高度交叉的特点，很多从事材料研究的学者都来自物理，化学，生物，电子工程等不同的背景。目前最尖端的材料研究领域是纳米线，纳米碳管的研究，以及半导体量子点，量子阱材料的研究以及MEMS（微机电系统）的研究，比如纳米齿轮，纳米机器人等等，这些领域都是材料科学的研究范畴，但是又和其他学科有密切的联系。

♦ 材料类专业申请时需要注意的问题：

美国有材料科学的大学分别有自己不同的特点，从名称上看都叫材料科学与工程，但实际上不同的学校研究的方向和侧重点有很大的差别，不同学术背景的申请者应该选择适合自己的学校申请。下面对美国开设材料科学与工程的学校进行分类说明。

1、综合材料类，这类学校是指上述所有领域的研究方向全部包括的学校，这些学校的综合排名和专业排名都非常高，申请难度比较大：

University of Illinois-Urbana Champaign     专业排名2

University of California at Berkley              专业排名6

MIT                                                        专业排名1

Northwestern University                            专业排名3

Pennsylvania State University                     专业排名9

Georgia Institute of Technology                  专业排名11

Cornell University                                      专业排名9

2、偏重金属材料方向的学校，这类学校的材料科学与工程系主要偏重粉末冶金，凝固与铸造，合金相变，磁性材料的性能与制备，材料的力学性能等等。这类学校主要有University of Tennessee, Michigan Tech, New Mexico Institute of Mines and Tech, University of Connecticut, University of Missouri-Rolla, Purdue University, Case Western Reserve University, Michigan State University, Auburn University, Worcester Polytechnic Institute. 这类学校适合那些从事传统金属材料学习和研究的申请者。

3、偏重于高分子类材料的学校，University of Virginia, University of Delaware, University of California-Davis, Clemson University，SUNY-Stony Brook.这些学校适合那些在中国从事高分子材料或者化学，化工背景的申请者。

4、高度交叉类的学校，偏重于新兴纳米材料，半导体材料，纳米光电子材料的学校。这类学校材料系研究的都是非常前沿的课题，他们的课题和教授都和其他的院系有非常紧密的联系，充分体现了当前材料研究的高度交叉性。