材料工程是研究材料在生产、加工、使用中性能、结构、制备、设计和应用等方面的基础学科。它涉及多种材料，包括金属、陶瓷、聚合物、生物材料和复合材料等。在美国，材料工程是高技术领域中备受关注的学科之一，吸引着众多国际学生前来留学深造。
1、 美国材料工程的历史
材料工程的起源可以追溯到古代人类使用石器时代。试验和错误地发掘不同材料的性能，如原始人们使用火石来磨削石头，创造出不同的工具，这其实就是一种材料工程的实践。
现代材料工程诞生于20世纪初。在美国，第一代材料科学家主要在陶瓷和玻璃行业工作，他们是材料工程的早期从业者。自20世纪50年代起，材料科学和工程迅速发展。材料工程在改善石油和天然气工业、航天、新能源、医疗技术、信息技术和电子等方面发挥了重要作用。材料工程师们通过对材料结构的研究、物理、化学和数学的理解以及基础的工程技术来设计和制造出新的材料，这些研究为当代科技的进步做出了巨大贡献。
2、 美国材料工程的学科设置
美国的每所大学的材料学院设置和教学体系都不尽相同。然而，大致的课程设置大致相似，一般包括以下几个方面：
2.1 材料制备：这个方向是关于原材料到成品的改变。学生学习通过化学反应、物理过程和机械加工等技术，将材料转化成所需要的形式。
2.2 材料特性：这个方向是关于如何测试和评估材料的特性。学生学习通过各种实验手段，以确定新材料是否适用于某些应用，如压力、热应力和耐久性等。
2.3 材料设计：这个方向是关于设计新材料的科学和技术。学生学习基础材料结构和性质，以及如何根据这些信息设计和制造材料的过程。
2.4 材料应用：这个方向是关于如何在实际应用中使用材料。学生学习各种应用，包括航空、汽车、医疗、电子和建筑等。
3、 美国材料工程的研究领域
材料工程的研究领域非常广泛，包括以下几个方面：
3.1 金属：金属是最早被研究的材料之一，它们被广泛用于航空航天、汽车、电子和医疗设备等各种领域。研究金属的材料工程家致力于制备、证明和测试新金属。
3.2 陶瓷：陶瓷材料是一种广泛使用的高温和高压下的材料，用于电子、光学、建筑和汽车制造等领域。
3.3 聚合物：聚合物是一种酸的高产材料，如塑料、胶、橡胶和纺织品等。研究聚合物的材料工程家致力于开发、生产和改进新的聚合物材料。
3.4 生物材料：生物材料是一种特殊的材料，可以用于人体组织再生和修复。这些材料包括仿生材料、纳米生物材料、基因工程和组织工程。
3.5 复合材料：复合材料是多个材料的组合而成。由于特殊性能，如高强度和轻量化，它们很适合航空、航天和汽车等领域。
4、 美国材料工程的研究机构
美国有许多参与材料工程研发的研究单位和机构，这些机构扮演着推动材料科学和工程的关键作用。
4.1 美国联邦政府：美国联邦政府的很多机构都投资材料工程的研究，这些机构有国家科技基金委员会（NSF）、国家航空和宇宙航行局（NASA）、国家健康研究院（NIH）等。
4.2 私人企业：私人企业如惠普公司、IBM公司等也在材料工程和科技投资上发挥重要作用，他们为材料科学和工程的发展提供重要支持。
4.3 大学：美国大学里有一些著名的材料工程研究中心，如马萨诸塞州理工学院、斯坦福大学、普林斯顿大学、伯克利大学、密歇根大学等，他们带来先进的研究设备、跨学科的研究团队和广泛的研究领域，为学生和学者提供成长和探索的机会。
5、 美国材料工程的就业前景
材料工程是一个高度实用的学科，在各个行业有着广泛应用。在美国，材料工程的就业前景非常好。根据美国劳工统计局的数据显示，2019年材料工程师的平均薪资为98,050美元，其中航空航天和医疗设备行业的材料工程师薪资更高。 未来几年，这个行业的职位需求将继续增长，特别是在新材料和新技术方面，有许多机会。所以，学习材料工程专业的学生在毕业后可能有较高的就业前景。
总而言之，美国的材料工程课程设置广泛，研究领域和机构丰富，为学生提供了更广泛的发展机会，想要在这个领域取得成功需要具备极强的理论基础、创新能力和实践经验。如果你对材料工程感兴趣，美国是一个值得探索的留学目的地，可以从理论到实践全面地学习各种材料领域的知识。