1941年，邹元燨原本在一家钢铁厂任副工程师，但他心中一直有一个冶金报国的梦想。突然有一天，他出人意料地辞去职务，报考国民政府设立的“林森奖学金”，并高中魁首。不久他被派往美国卡内基理工学院攻读冶金科学博士学位，师从著名冶金学家罗伯特·富兰克林·梅尔教授。

邹元爔在卡内基理工学院的博士论文题目是“在液态铁和银之间某些元素的分配”，题目虽不起眼，但它为金属液体中少量元素的活度测定提供了新的途径。

据中国科学院院士周国治回忆，20世纪80年代，他在美国遇到冶金物理化学领域的著名教授埃利奥特，对方仍在称赞邹元爔这篇论文，称“邹元爔当年创导的由分配系数确定活度的方法是具有经典性的，在冶金物理化学领域中具有重要意义”。30多年后，出自冶金物理化学权威之口的这句话，足以证明邹元爔当年在国际学术界的影响力之大。

在导师梅尔教授的精心培养下，邹元爔苦读4年，完成硕士和博士的学业，取得优异成绩。1947年2月2日，美国卡内基理工学院举行庆典，典礼上数以百计的研究生和本科毕业生列队进入礼堂。该届获得博士学位的仅邹元爔一人，他穿戴庄严的博士学位服，站在队列首位领队入场。

获博士学位后，导师梅尔教授想介绍邹元爔去芝加哥钢铁公司就职，但邹元爔没有忘记当初留学的初衷，没有忘记身后等待他回去建设的祖国。他毅然放弃了优厚的薪金待遇，回到祖国。后来邹元燨成为我国著名冶金学家、半导体材料专家，为国家作出了卓越贡献。他于1980年当选为中国科学院学部委员（院士）。