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　　一、能源材料

　　主要研究太陽能電池、能量貯存、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境材料選擇、高級(jí)能量轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)、固態(tài)元件和能量轉(zhuǎn)換、材料的能量貯存、能量和材料制定政策、未來能源系統(tǒng)材料。

　　應(yīng)用最為廣泛，也最常見的就是太陽能電池板了。

　　二、計(jì)算材料科學(xué)

　　交叉學(xué)科，是一門正在快速發(fā)展的新興學(xué)科，是關(guān)于材料組成、結(jié)構(gòu)、性能、服役性能的計(jì)算機(jī)模擬與設(shè)計(jì)的學(xué)科。這個(gè)領(lǐng)域主要是理論研究，申請(qǐng)的人比較少，競(jìng)爭(zhēng)不激烈。

　　這個(gè)領(lǐng)域PhD學(xué)習(xí)難度比較大，完成學(xué)位的時(shí)間比較長(zhǎng)，最短也要5年，一般都是6年。就業(yè)前景一般，職位一般集中于美國(guó)幾個(gè)大型的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，如：橡樹嶺(Oak Ridge)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室等。

　　三、金屬材料

　　材料領(lǐng)域最古老最傳統(tǒng)的方向，主要學(xué)習(xí)包括金屬和以金屬為基的合金，如鋼鐵材料、非晶態(tài)合金、結(jié)構(gòu)金屬材料、功能金屬，它們的微觀結(jié)構(gòu)對(duì)材料力學(xué)和物理性能影響，合金中不同成份比例對(duì)材料硬度、韌性、拉伸強(qiáng)度的影響。

　　四、高分子材料和聚合物

　　高分子材料是當(dāng)今世界發(fā)展最迅速的產(chǎn)業(yè)之一，高分子材料已廣泛應(yīng)用到電子信息、生物醫(yī)藥、航天航空、汽車工業(yè)、包裝、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。

　　研究?jī)?nèi)容包括活性聚合、新材料的合成與開發(fā)、聚合物結(jié)構(gòu)與性能、反應(yīng)性加工、先進(jìn)復(fù)合材料及應(yīng)用、超細(xì)材料及納米材料、生物材料、新型功能材料、化學(xué)建材和化學(xué)纖維等。

　　五、電子、光學(xué)和磁性材料

　　主要研究光學(xué)與光譜學(xué)、液晶、聚合物二級(jí)管、光電池和光子晶體、半導(dǎo)體材料和裝置、磁存儲(chǔ)器、磁性薄膜及磁性發(fā)電機(jī)裝置、壓電晶體的表面和界面特性。

　　主要課程有量子力學(xué)、材料化學(xué)、勢(shì)力學(xué)及階段均衡、結(jié)構(gòu)固定的缺點(diǎn)、材料的機(jī)械性能、電子學(xué)、熱力學(xué)、非結(jié)晶固定、高分子物理、材料成像、電子電磁材料。

　　該專業(yè)在很多學(xué)校都是在EE下面，作為materials Science 與EE 的交叉學(xué)科，所以光電和磁學(xué)物理的同學(xué)可以直接申請(qǐng)。

　　六、無機(jī)非金屬材料

　　無機(jī)非金屬材料是三大基礎(chǔ)材料之一，包括結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、日用陶瓷，耐火材料、玻璃、水泥等。

　　研究?jī)?nèi)容主要包括固體電解質(zhì)材料的制備，結(jié)構(gòu)和性能研究;結(jié)構(gòu)陶瓷的制備，組織結(jié)構(gòu)和性能的研究;磁性材料、電性材料、壓電陶瓷、半導(dǎo)體陶瓷等功能材料的制備和研究;古陶瓷和日用陶瓷的研究和開發(fā);高溫陶瓷、耐火材料的制備和開發(fā)等。

　　該專業(yè)方向比金屬材料難申請(qǐng)。

　　近幾年，陶瓷領(lǐng)域的發(fā)展比金屬材料要迅速很多，例如，高溫超導(dǎo)陶瓷材料的發(fā)現(xiàn)對(duì)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了比較大的影響，目前在這個(gè)領(lǐng)域的研究非?；钴S。因此這個(gè)申請(qǐng)方向比金屬材料競(jìng)爭(zhēng)激烈，將來就業(yè)主要是在科研機(jī)構(gòu)搞研究。

　　七、復(fù)合材料

　　復(fù)合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料，通過物理或化學(xué)的方法，在宏觀上組成具有新性能的材料。

　　各種材料在性能上互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，使復(fù)合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。

　　八、納米材料

　　納米科技的內(nèi)容包含納米材料學(xué)、納米電子學(xué)、納米生物學(xué)、納米機(jī)械學(xué)、納米加工學(xué)、納米光子學(xué)、納米檢測(cè)與表征。

　　而納米材料與技術(shù)又是這些分支學(xué)科的共同交點(diǎn)，是納米科技的核心和基礎(chǔ)。

　　通常納米材料與半導(dǎo)體材料相關(guān)，與EE高度重合，申請(qǐng)這個(gè)方向的同學(xué)可以去關(guān)注學(xué)校的EE 方向是否有相關(guān)的分支。

　　九、生物材料

　　主要研究碳納米管的合成及自然材料的特征、無機(jī)材料的合成、有機(jī)和生物材料化學(xué)、材料加工、材料熱力學(xué)、生物應(yīng)用材料、分子細(xì)胞和生物力學(xué)、材料力學(xué)和生物材料、材料成像。

　　在研究過程中也會(huì)和仿生學(xué)相結(jié)合，比方說人造骨骼和人造肌肉。

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